一种去除重金属的含碳镁盐材料及其制备方法和应用技术

一种去除重金属的含碳镁盐材料及其制备方法和应用，首先将MgO和甲醇在超声下混合，之后逐滴加入磷酸，然后移至水热釜保温，将反应产物洗净后离心并烘干至得到固体，固体经研磨得到粉末材料。本发明专利技术通过溶剂热法制备了含碳镁盐材料，能快速除去水中Cd、Pb在内的重金属，去除率达99%以上，而且能将重金属含量控制在饮用水标准，具有非常好的净水效果和应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种去除重金属的含碳镁盐材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及净水领域，具体涉及一种能有效快速去除水中重金属的含碳镁盐材料及其制备方法和应用。
技术介绍
工业生产所带来的Cd、Pb等重金属在水体中的污染已经严重危害到人体健康。目前工厂废水主要通过化学沉淀法、氧化还原法、膜分离技术以及生物处理的方法处理后排放。在水处理的各种方法中，存在处理所需时间长、重金属处理后不达标、处理剂制备工艺复杂及引入二次污染等问题。因此需要专利技术一种能推广应用的快速有效去除重金属的材料的制备方法。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术针对当下面临的有效去除重金属材料制备的问题，提供一种去除重金属的含碳镁盐材料及其制备方法和应用。技术方案：一种去除重金属的含碳镁盐材料的制备方法，包括以下制备步骤：步骤（1）：将MgO粉末和甲醇在超声下充分混合，得混合浊液，每1L甲醇中MgO添加量在20-60g之间，超声温度15-75℃，超声混合时间0.5-1h；步骤（2）：将步骤（1）所得混合浊液移入水热反应釜后逐滴加入磷酸，进行充分搅拌混合，每调节1L甲醇用磷酸0-60mL；步骤（3）：将步骤（2）中反应釜置于烘箱加热，50-140℃恒温干燥4h得非牛顿流体；步骤（4）：将步骤（3）处理后的非牛顿流体进行搅拌，再将得到的浊液离心后水洗干净得含碳镁盐材料；步骤（5）：将步骤（4）处理后的含碳镁盐材料进行70-85℃干燥处理并保温，再研磨即得含碳镁盐材料。优选的，每50mL甲醇中MgO添加量为1.2786g，超声温度50℃，超声混合时间0.5h优选的，混合浊液中加入磷酸，调节50mL甲醇用磷酸1.5mL。优选的，调节烘箱加热温度110℃，恒温加热4h后在室温下冷却。优选的，干燥温度80℃并保温。上述方法制备得到的含碳镁盐材料。上述含碳镁盐材料在去除重金属中的应用。有益效果：本专利技术通过溶剂热法制备了含碳镁盐材料，在高温高压下，磷酸通过与氧化镁和醇反应生成的中间产物（HOMgOCH3）进一步反应形成富含碳酸根、磷酸根的镁盐材料；另外，烘干时醇的挥发在镁盐表面形成多孔，增大了比表面积。测试结果表明该材料对Pb、Cd等重金属的去除率能达到99%以上，且可将Pb、Cd含量限定在饮用水中重金属含量标准，去除重金属所需时间在2h以内，具有非常好的应用前景。附图说明图1是在相同磷含量、不同温度下测得的Pb残余浓度；图2是在相同磷含量、不同温度下测得的Cd残余浓度；图3是在相同温度、不同磷含量下测得的Pb残余浓度；图4是在相同温度、不同磷含量下测得的Cd残余浓度；图5是选定了110℃下实施例5所示的含碳镁盐与商用氧化镁在过量添加量情况下去除Pb的动力学曲线图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术作进一步的阐述。本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的包含范围不限于下述的实施例。下面的实施例中未注明的条件和方法等均按照常规或者制造厂商所建议的条件进行。下面通过具体实施方法对溶剂热法制备的含碳镁盐材料作详细的描述，通过调节反应釜中反应温度和磷酸含量得到。实施例1步骤（1）：将1.2786g的MgO粉末和50mL甲醇在50℃的超声下充分混合30min；步骤（2）：将步骤（1）混合后的浊液移入水热反应釜后逐滴加入1.5mL磷酸，进行充分搅拌混合；步骤（3）：将步骤（2）中完成混合后的反应釜置于烘箱加热4h，调节温度分别为50℃、80℃、110℃、140℃；步骤（4）：将步骤（3）处理后的非牛顿流体进行搅拌，再将得到的浊液离心后水洗3-5遍；步骤（5）：将步骤（4）处理后的含碳镁盐材料在80℃下干燥处理，研磨后即可得到粉末状含碳镁盐材料。配制初始浓度约为10mg/L的含Pb原水250mL，加入该水净化材料0.25g，在磁力搅拌下2h，用针头过滤器取样检测Pb浓度。不同温度下的Pb残余浓度见图1。实施例2步骤（1）：将1.2786g的MgO粉末和50mL甲醇在50℃的超声下充分混合30min；步骤（2）：将步骤（1）混合后的浊液移入水热反应釜后逐滴加入1.5mL磷酸，进行充分搅拌混合；步骤（3）：将步骤（2）中完成混合后的反应釜置于烘箱加热4h，调节温度分别为50℃、80℃、110℃、140℃；步骤（4）：将步骤（3）处理后的非牛顿流体进行搅拌，再将得到的浊液离心后水洗3-5遍；步骤（5）：将步骤（4）处理后的含碳镁盐材料在80℃下干燥处理，研磨后即可得到粉末状含碳镁盐材料。配制初始浓度约为6mg/L的含Cd原水250mL，加入该水净化材料0.25g，在磁力搅拌下2h，用针头过滤器取样检测Cd浓度。不同温度下的Cd残余浓度见图2。实施例3步骤（1）：将1.2786g的MgO粉末和50mL甲醇在50℃的超声下充分混合30min；步骤（2）：将步骤（1）混合后的浊液移入水热反应釜后逐滴加入磷酸，进行充分搅拌混合，调节磷酸含量分别为0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.5mL；步骤（3）：将步骤（2）中完成混合后的反应釜置于烘箱加热4h，调节温度分别为110℃；步骤（4）：将步骤（3）处理后的非牛顿流体进行搅拌，再将得到的浊液离心后水洗3-5遍；步骤（5）：将步骤（4）处理后的含碳镁盐材料在80℃下干燥处理，研磨后即可得到粉末状含碳镁盐材料。配制初始浓度约为10mg/L的含Pb原水250mL，加入该水净化材料0.25g，在磁力搅拌下2h，用针头过滤器取样检测Pb浓度。不同温度下的Pb残余浓度见图3。实施例4步骤（1）：将1.2786g的MgO粉末和50mL甲醇在50℃的超声下充分混合30min；步骤（2）：将步骤（1）混合后的浊液移入水热反应釜后逐滴加入磷酸，进行充分搅拌混合，调节磷酸含量分别为0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.5mL；步骤（3）：将步骤（2）中完成混合后的反应釜置于烘箱加热4h，调节温度分别为110℃；步骤（4）：将步骤（3）处理后的非牛顿流体进行搅拌，再将得到的浊液离心后水洗3-5遍；步骤（5）：将步骤（4）处理后的含碳镁盐材料在80℃下干燥处理，研磨后即可得到粉末状含碳镁盐材料。配制初始浓度约为6mg/L的含Cd原水250mL，加入该水净化材料0.25g，在磁力搅拌下2h，用针头过滤器取样检测Cd浓度。不同温度下的Cd残余浓度见图4。实施例5步骤（1）：将1.2786g的MgO粉末和50mL甲醇在50℃的超声下充分混合30min；步骤（2）：将步骤（1）混合后的浊液移入水热反应釜后逐滴加入1.5mL磷酸，进行充分搅拌混合；步骤（3）：将步骤（2）中完成混合后的反应釜置于烘箱加热4h，调节温度为110℃；步骤（4）：将步骤（3）处理后的非牛顿流体进行搅拌，再将得到的浊液离心后水洗3遍；步骤（5）：将步骤（4）处理后的含碳镁盐材料在80℃下干燥处理，研磨后即可得到粉末状含碳镁盐材料。配制两杯相同浓度的低浓度Pb原水溶液，分别加入该水净化材料和商用氧化镁各0.25g，在磁力搅拌下隔一段时间用针头过滤器取样检测Pb浓度。过量去除剂添加下Pb残留率的动力学曲线见图5。需要说明的是，以上为本专利技术示范性的工作，在本专利技术专利要求范围内的特征可以进行任意的变化、组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除重金属的含碳镁盐材料的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：步骤（1）：将MgO粉末和甲醇在超声下充分混合，得混合浊液，每1L甲醇中MgO添加量在20‑60 g之间，超声温度15‑75 ℃，超声混合时间0.5‑1 h；步骤（2）：将步骤（1）所得混合浊液移入水热反应釜后逐滴加入磷酸，进行充分搅拌混合，每调节1L甲醇用磷酸0‑60 mL；步骤（3）：将步骤（2）中反应釜置于烘箱加热，50‑140 ℃恒温干燥4 h得非牛顿流体；步骤（4）：将步骤（3）处理后的非牛顿流体进行搅拌，再将得到的浊液离心后水洗干净得含碳镁盐材料；步骤（5）：将步骤（4）处理后的含碳镁盐材料进行70‑85 ℃干燥处理并保温，再研磨即得含碳镁盐材料。

【技术特征摘要】
1.一种去除重金属的含碳镁盐材料的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：步骤（1）：将MgO粉末和甲醇在超声下充分混合，得混合浊液，每1L甲醇中MgO添加量在20-60g之间，超声温度15-75℃，超声混合时间0.5-1h；步骤（2）：将步骤（1）所得混合浊液移入水热反应釜后逐滴加入磷酸，进行充分搅拌混合，每调节1L甲醇用磷酸0-60mL；步骤（3）：将步骤（2）中反应釜置于烘箱加热，50-140℃恒温干燥4h得非牛顿流体；步骤（4）：将步骤（3）处理后的非牛顿流体进行搅拌，再将得到的浊液离心后水洗干净得含碳镁盐材料；步骤（5）：将步骤（4）处理后的含碳镁盐材料进行70-85℃干燥处理并保温，再研磨即得含碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：方峰，骆凯翔，徐正超，马聪，王世琦，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32