一种除去水中六价钼的方法技术

本发明专利技术涉及一种除去水中六价钼的方法，所述方法为利用氧化石墨烯衍生物材料对六价钼的静电吸附作用，除去水中的六价钼。本发明专利技术通过调节混合有氧化石墨烯衍生物材料和六价钼材料的溶液的pH值，使氧化石墨烯衍生物材料带正电荷，与带有负电荷的六价钼材料发生静电吸附，从而将六价钼去除，氧化石墨烯衍生物的比表面积大，亲水性好，表面活性位点丰富，吸附容量大；因此本发明专利技术提供的去除六价钼的方法效果好，效率高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，所述方法为利用氧化石墨烯衍生物材料对六价钼的静电吸附作用，除去水中的六价钼。本专利技术通过调节混合有氧化石墨烯衍生物材料和六价钼材料的溶液的pH值，使氧化石墨烯衍生物材料带正电荷，与带有负电荷的六价钼材料发生静电吸附，从而将六价钼去除，氧化石墨烯衍生物的比表面积大，亲水性好，表面活性位点丰富，吸附容量大；因此本专利技术提供的去除六价钼的方法效果好，效率高。【专利说明】
本专利技术涉及一种除去水中六价钥的方法，进一步涉及一种利用氧化石墨烯衍生物 材料吸附重金属钥(尤其是六价钥）的方法，特别是涉及一种通过设计石墨烯材料的表面电 性来吸附除去水溶液中的重金属钥(尤其是六价钥）的方法。
技术介绍
钥是醛氧化酶、黄嘌呤氧化酶/脱氢酶和亚硫酸盐氧化酶的组成成分，是人体和 动植物所必需的微量元素，对于生理过程具有重要的作用，但是过量的摄入钥，会导致人及 动物中毒，使体内能量代谢过程出现障碍，使心脏、肾脏、食管、皮肤等器官或组织受损或病 变；研究表明，过量的钥对植物生长也有不良影响。因此，我国规定地面水中钥最高容许浓 度为 0? 5mg/L。 然而，近年来由于钥在冶金、电子、航空航天、原子能、化工等行业中的大量应用， 再加上含钥矿物燃料(如煤）的燃烧，环境中钥的循环量大幅增加，造成了钥对水体和土壤 的污染，局部地区的钥污染严重威胁了人类和动植物的健康与生存。钥元素有多种价态，在 环境中的存在形式非常复杂，而且其存在形式很容易受环境的氧化还原性和酸碱性影响而 发生变化。MoO广及其缩合体作为钥的存在形式，易溶于水体，很容易被人和动植物吸收，因 此污染钥在水体中的除去就尤为重要。 目前，含六价钥重金属污水的处理方法主要有=Na2S化学沉淀法（CN101973652A ; CN101928083A)、离子交换法（CN102162030A)及膜法（CN101200334)等。沉淀法会产生沉 淀污泥，S 2^的加入也容易引起二次污染；离子交换树脂需要经常清洗更新，增加了其操作 难度和生产成本；膜在压力下容易被栓塞，被污染，必须定期舒塞，清洁，检查，运营成本较 1?，且容易-次污染。 因此，本领域亟需一种能够有效除去水中六价钥的方法，所述方法应当具备操作 简单，运行成本低，不会产生二次污染的优势。
技术实现思路
针对现有技术除去水中六价钥的方法存在的容易引起二次污染,操作困难,运营 成本高的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种不会引起二次污染，操作简单，运行成本低 的除去水中六价钥的方法。 本专利技术是通过如下技术方案实现的： -种除去水中六价钥的方法，所述方法为利用氧化石墨烯衍生物材料对六价钥的 静电吸附作用，除去水中的六价钥。 石墨烯是自然界已知材料中最薄的一种材料，其理论比表面积达2600m2/ g,其独 特的原子及电子结构使其具有许多奇特而优异的理化性能，这些独特的结构和优异的性 能，使石墨烯基材料在能量储存、吸附材料、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域具有 重大的应用价值。 本专利技术所述的氧化石墨烯衍生物材料为接枝了官能团，或经过氧化剂或还原剂处 理后的氧化石墨烯，可以通过将氧化石墨分散剥离等方法得到氧化石墨烯，之后经过接枝 官能团，或经过氧化剂或还原剂处理得到氧化石墨烯衍生物材料。本专利技术利用所述氧化石 墨烯衍生物材料比表面积大，易于在水溶液中分散且其表面含有大量活性位点的特点，对 六价钥进行吸附，具体原理可以推测如下： 氧化石墨烯表面富含羧基、羟基、环氧基团等含氧官能团，这些基团可以通过化学 试剂(如氧化剂或还原剂）的处理使其增加或减少；另外，这些含氧基团比较活泼，可以通过 化学反应接枝上其它官能团（如：-NH 2、-N02、-Cl、-C0Cl等)，得到氧化石墨烯衍生物材料。在 氧化石墨烯衍生物材料中，含氧基团以及化学反应所引入的其它官能团，在水溶液中可发 生解离(如 ：-C00H+H20=-C00>H30+)，或与溶剂中的电离成分结合(如 ：-NH2+H20=-NH3++〇m， 导致氧化石墨烯衍生物材料表面带电，通过调节溶液的pH值，可以进一步控制其表面荷电 的多少及其正负。也就是说，可以通过控制氧化石墨烯衍生物材料表面基团的种类和数量， 并调节溶液pH值，获得表面带有正电荷的氧化石墨烯衍生物材料。 六价钥在水溶液中的存在形式非常复杂，但是其存在形式受其浓度和pH的影响 显著，因此，通过调节六价钥的浓度和所在溶液的pH值，可以使六价钥在水溶液中以带负 电的离子形式存在(如MoO广及其聚合体)，它们与带有正电荷的氧化石墨烯衍生物材料在 溶液中发生静电吸引，从而促进了氧化石墨烯衍生物材料对六价钥的静电吸附，实现除去 水溶液中六价钥的目的。 本专利技术所述氧化石墨烯衍生物材料为接枝了官能团的氧化石墨烯，或者是经过氧 化剂或还原剂处理的氧化石墨烯。 优选地，所述接枝了官能团的氧化石墨烯的官能团选自-nh2、-no2、-Cl、-C0C1中 的任意1种或至少2种的组合。 氧化石墨烯表面含有例如-OH、-C00H、-COC-等含氧基团，经过氧化剂或还原剂处 理，可以进一步增加或减少其表面含氧基团的数量。 优选地，所述氧化石墨烯衍生物材料的投入量为0. 05?5mg/mL ;即每毫升六价钥 水溶液中投加〇. 05?5mg的氧化石墨烯衍生物材料；所述六价钥水溶液中，六价钥的浓度 为 2 ?50mg/L，例如 3mg/L、5mg/L、12mg/L、18mg/L、24mg/L、35mg/L、47mg/L 等。 作为优选技术方案，本专利技术所述去除水中六价钥的方法包括如下步骤： ( 1)制备氧化石墨烯分散液； (2)接枝官能团，或者是经过氧化剂或还原剂处理氧化石墨烯，制备氧化石墨烯衍 生物材料； (3)将氧化石墨烯衍生物材料加入六价钥的水溶液中，静电吸附； (4)过滤除去吸附有六价钥的氧化石墨烯衍生物材料。 步骤（1)所述制备氧化石墨烯分散液的步骤为：将氧化石墨分散于溶剂中，超声 处理得氧化石墨烯分散液。 优选地，步骤（1)所述水溶液中，氧化石墨的浓度为0. 01?5mg/mL，例如0. 02mg/ mL、0. 06mg/mL、0. 09mg/mL、0. 13mg/mL、0. 17mg/mL、0. 25mg/mL、0. 5mg/mL、0. 8mg/mL、l. 2mg/ mL、l. 6mg/mL、L 9mg/mL、2. 4mg/mL、3mg/mL、3. 6mg/mL、4. lmg/mL、4. 4mg/mL、4. 8mg/mL 等。 优选地，步骤（I)所述超声的功率彡50W，例如60W、75W、84W、100W等；超声时间优 选为 0? 5 ?24h，例如 0? 8h、0. 9h、l. 3h、7h、15h、22h 等。 优选地，所述氧化石墨的制备方法选自Brodie法、Standenmaier法或Hummers法 中的任意1种。 Brodie 法（On the Atomic Weight of Graphite. Brodie BC. Philosophical Transactions of t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除去水中六价钼的方法，其特征在于，所述方法为利用氧化石墨烯衍生物材料对六价钼的静电吸附作用，除去水中的六价钼。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨明，李明杰，曹宏斌，张懿，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11