用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法技术

本发明专利技术属于固体废物资源化利用领域，尤其涉及一种用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法，按如下步骤实施：（1）将次氯白泥干燥至恒重，研磨过筛，酸浸，过滤，得到滤液；（2）向步骤（1）所述滤液中加入十六烷基三甲基溴化铵，超声分散；再加入乙二胺四乙酸；（3）将导电石墨烯分散液加入到乙醇溶液中，超声分散；在搅拌条件下，加入到步骤（2）所得产物中搅拌，球磨；（4）向步骤（3）所得产物中加入氧化石墨烯分散液，继续超声分散；（5）将步骤（4）所得液体离心，喷雾干燥，气流粉碎，即得目的产物次氯白泥基吸附材料。本发明专利技术操作简单，目的产物络合态铬吸附率高，可有效解决次氯白泥废渣。

Preparation of Hypochlorite White Mud-based Adsorbent for Deep Removal of Complex Chromium

The invention belongs to the field of solid waste resource utilization, in particular relates to a preparation method of hypochlorite white mud-based adsorbent material for deep removal of complex chromium, which is implemented in the following steps: (1) drying hypochlorite white mud to constant weight, grinding, sieving, acid leaching, filtering, and obtaining filtrate; (2) adding hexadecyltrimethylammonium bromide to the filtrate, and ultrasonic dispersion. Then add ethylenediamine tetra acetic acid (3), add the conductive graphite dispersions into the ethanol solution, disperse in ultrasonic wave, stir in the stirring process, add to the product (2), stir and ball mill; (4) add the graphene oxide dispersions to the products of step (3) and continue to disperse by ultrasonic; (5) centrifuge, spray dry, and air flow the liquid of step (4). The target product, hypochlorite white mud-based adsorbent, was obtained. The invention has simple operation, high adsorption rate of complex chromium of the target product, and can effectively solve the waste residue of hypochlorite white mud.

【技术实现步骤摘要】
用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法
本专利技术属于固体废物资源化利用领域，尤其涉及一种用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法。
技术介绍
目前，钛白粉的生产工艺只有硫酸法和氯化法两种，但两者所生产的成品价格却相差好几千(每吨)。硫酸法生产的钛白粉不仅价值低，而且用途狭窄。氯化法生产具有三废少、产品质量好和粒径均匀可控等优点。氯化法钛白粉生产流程主要分3部分：氯化、氧化和后处理工段。次氯白泥是氯化工艺的尾气碱淋洗后产生的固液混合物，经过沉淀，板框压滤后，形成的固体。目前行业将其堆放在厂区内，无法处置。因此，针对氯化法产生的次氯白泥废渣有效处置的技术亟待提升。次氯白泥主要以Ti、TiO2、Mn、V、Ca、Fe、Al等组分构成，可制备复合重金属吸附纳米功能材料。石墨烯具有高的比表面积、突出的导热性能、高的电子迁移率、良好的化学稳定性以及优异的力学性能等，在许多领域得到了广泛的应用。近几年来，国内外逐渐将石墨烯用作吸附材料，但石墨烯易团聚，因而可制备纳米材料和石墨烯复合以提高其性能。氧化石墨烯表面含有羰基、羟基、羧基等基团，使得它具有良好的亲水性，并且含氧基团可以和金属离子发生作用，进而可以分离富集水相中的金属离子。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足之处而提供一种操作简单，成本低廉，目的产物络合态铬吸附率高，可有效解决次氯白泥废渣的用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的。一种用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法，按如下步骤实施：（1）将次氯白泥干燥至恒重，研磨过筛，酸浸，过滤，得到滤液；（2）在搅拌条件下，向步骤（1）所述滤液中加入十六烷基三甲基溴化铵，超声分散；再加入乙二胺四乙酸；（3）将导电石墨烯分散液加入到乙醇溶液中，超声分散；在搅拌条件下，加入到步骤（2）所得产物中搅拌，球磨；（4）在搅拌条件下，向步骤（3）所得产物中加入氧化石墨烯分散液，继续超声分散；（5）将步骤（4）所得液体离心，喷雾干燥，气流粉碎，即得目的产物次氯白泥基吸附材料。作为一种优选方案，本专利技术所述步骤（1）中，次氯白泥在60℃下干燥至恒重，研磨过筛100～1000目；并取其100g加入到200mL质量浓度10～20％的硫酸中，酸浸2～4h，过滤，得到滤液。进一步地，本专利技术所述步骤（2）中，在搅拌条件下，向步骤（1）所述滤液中加入6～10g十六烷基三甲基溴化铵，超声分散30～60min；再加入乙二胺四乙酸；十六烷基三甲基溴化铵与乙二胺四乙酸的质量比2～10:5。进一步地，本专利技术所述步骤（3）中，将0.2g～1.0g导电石墨烯分散液加入到200ml乙醇溶液中，超声分散30～60min；在搅拌条件下，加入到步骤（2）所得产物中，搅拌30～60min，加入球磨珠球磨。进一步地，本专利技术所述步骤（4）中，在搅拌条件下，按导电石墨烯与氧化石墨烯质量比1:1～5向步骤（3）所得产物中加入氧化石墨烯分散液，继续超声分散30～60min。进一步地，本专利技术所述步骤（3）中，导电石墨烯分散液浓度5mg/ml，片径10nm～2μm，导电率1000～1800S/cm。进一步地，本专利技术所述步骤（3）中，球磨采用的球磨珠粒径为50～200μm，球磨速度100～500r/min，球磨时间30～150min。本专利技术的优点是：（1）本专利技术采用次氯白泥废渣作为原料，实现了废物资源化利用，成本低，解决了工业上废渣难处理问题，减小了环境污染；（2）本专利技术采用的次氯白泥废渣中含有Ti、TiO2等成分，通过酸浸，超声分散等手段实现了与石墨烯的复合，可提高其吸附性能；通过对废水中的络合态铬的吸附试验，证明本专利技术制备的次氯白泥基吸附材料具有较高的吸附量和去除率；（3）本专利技术的操作简单，便于工业化应用，其经济效益和社会效益都十分明显。本专利技术制备的次氯白泥基吸附材料具有去除率高、吸附性能优异、价格低廉等优点，可广泛用于皮革废水、印染废水中重金属和有机污染物的去除。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术的保护范围不仅局限于下列内容的表述。实施例：（1）次氯白泥在60℃下干燥至恒重，研磨过筛100目；并取其100g加入到200mL质量浓度10％的硫酸（H2SO4）中，酸浸2h，过滤，得到滤液；（2）在搅拌条件下，向步骤（1）中滤液加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）6g，超声分散30min；再加入乙二胺四乙酸（EDTA），按照质量比（CTAB:EDTA）2:5；（3）将导电石墨烯分散液（浓度5mg/ml，导电石墨烯片径10nm，导电率1000S/cm）0.2g加入到200ml乙醇溶液中，超声分散30min；在搅拌条件下，加入到步骤（2）所得产物中，高速搅拌30min，加入球磨珠球磨（球磨珠粒径50μm，球磨速度100r/min，球磨时间30min）；（4）在搅拌条件下，按质量比（导电石墨烯与氧化石墨烯）1:1向步骤（3）所得产物中加入氧化石墨烯分散液（浓度5mg/ml，氧化石墨烯片径10nm），继续超声分散30min；（5）将步骤（4）中液体离心，喷雾干燥，气流粉碎，得到次氯白泥基吸附材料。采用六水合硫酸铬配制总铬浓度为5～30mg/L的溶液，优选总铬浓度为20mg/L，按甲酸(FA)与Cr(Ⅲ)摩尔比为1:1配置FA-Cr络合液，调节FA-Cr溶液pH=4～6，各取50mLFA-Cr络合液装入4个250mL锥形瓶中，次氯白泥基吸附材料加入量为1g，编号为1、2、3、4，1号作为对照组，在40℃下，匀速搅拌，吸附时间为90min，静止5min，并以3000r/min离心10min，取上清液测总铬浓度。实施例2：（1）次氯白泥在60℃下干燥至恒重，研磨过筛200目；并取其100g加入到200mL质量浓度10％的硫酸（H2SO4）中，酸浸2h，过滤，得到滤液；（2）在搅拌条件下，向步骤（1）中滤液加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）7g，超声分散30min；再加入乙二胺四乙酸（EDTA），按照质量比（CTAB:EDTA）4:5；（3）将导电石墨烯分散液（浓度5mg/ml，导电石墨烯片径10nm，导电率1000S/cm）0.4g加入到200ml乙醇溶液中，超声分散30min；在搅拌条件下，加入到步骤（2）所得产物中，高速搅拌30min，加入球磨珠球磨（球磨珠粒径50μm，球磨速度200r/min，球磨时间60min）；（4）在搅拌条件下，按质量比（导电石墨烯与氧化石墨烯）1:2向步骤（3）所得产物中加入氧化石墨烯分散液（浓度5mg/ml，氧化石墨烯片径10nm），继续超声分散30min；（5）将步骤（4）中液体离心，喷雾干燥，气流粉碎，得到次氯白泥基吸附材料。采用六水合硫酸铬配制总铬浓度为5～30mg/L的溶液，优选总铬浓度为20mg/L，按甲酸(FA)与Cr(Ⅲ)摩尔比为1:1配置FA-Cr络合液，调节FA-Cr溶液pH=4～6，各取50mLFA-Cr络合液装入4个250mL锥形瓶中，次氯白泥基吸附材料加入量1g，编号为1、2、3、4，1号作为对照组，在40℃下，匀速搅拌，吸附时间为90min，静止5min，并以3000r/min离心10min，取上清液测总铬浓度。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤实施：（1）将次氯白泥干燥至恒重，研磨过筛，酸浸，过滤，得到滤液；（2）在搅拌条件下，向步骤（1）所述滤液中加入十六烷基三甲基溴化铵，超声分散；再加入乙二胺四乙酸；（3）将导电石墨烯分散液加入到乙醇溶液中，超声分散；在搅拌条件下，加入到步骤（2）所得产物中搅拌，球磨；（4）在搅拌条件下，向步骤（3）所得产物中加入氧化石墨烯分散液，继续超声分散；（5）将步骤（4）所得液体离心，喷雾干燥，气流粉碎，即得目的产物次氯白泥基吸附材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤实施：（1）将次氯白泥干燥至恒重，研磨过筛，酸浸，过滤，得到滤液；（2）在搅拌条件下，向步骤（1）所述滤液中加入十六烷基三甲基溴化铵，超声分散；再加入乙二胺四乙酸；（3）将导电石墨烯分散液加入到乙醇溶液中，超声分散；在搅拌条件下，加入到步骤（2）所得产物中搅拌，球磨；（4）在搅拌条件下，向步骤（3）所得产物中加入氧化石墨烯分散液，继续超声分散；（5）将步骤（4）所得液体离心，喷雾干燥，气流粉碎，即得目的产物次氯白泥基吸附材料。2.根据权利要求1所述的用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，次氯白泥在60℃下干燥至恒重，研磨过筛100～1000目；并取其100g加入到200mL质量浓度10～20％的硫酸中，酸浸2～4h，过滤，得到滤液。3.根据权利要求2所述的用于深度去除络合态铬的次氯白泥基吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，在搅拌条件下，向步骤（1）所述滤液中加入6～10g十六烷基三甲基溴化铵，超声分散30～60min；再加入乙二胺四...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄂涛，马丹，杨姝宜，刘琳，邢锦娟，李莹，邢振强，肖鑫宇，
申请(专利权)人：渤海大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21