一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，属于重金属吸附领域。所述方法通过吸附剂SiO2气凝胶微球在30‑40℃下与铬离子溶液发生吸附反应1‑9h，测定吸附后反应溶液中铬离子的浓度，从而确定吸附剂SiO2气凝胶微球对铬离子溶液的吸附率，其中吸附剂气凝胶微球与铬离子溶液的质量体积比(g/mL)为：1∶100‑3∶100，结果表明吸附剂SiO2气凝胶微球对0.01g/L铬离子溶液的吸附率为96.6％‑99％。本发明专利技术所述方法对0.01g/L铬离子溶液的吸附率高，且方法简单易行，吸附剂SiO2气凝胶微球易于回收并且重复利用，为大规模的应用提供一定的理论基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于重金属吸附
，具体涉及一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法。
技术介绍
铬是人体必需的微量元素，能增加人体内胆固醇的分解与排泄。缺铬也可引起动脉粥样硬化。但是，过量的铬对人体健康造成危害，铬的毒性与其价态有关，六价铬的毒性比三价铬约高100倍。动物试验表明三价铬对胎儿的生长起抑制作用和致畸作用；六价铬是强制突变物质。由此看来，超出自然界天然含量的过量的铬对人类健康的危害是很大的。虽然处理含铬废水的方法很多，但化学氧化还原沉淀法、电解法存在有二次污染，铬离子难以回收利用等缺点；生物法、膜分离法虽然前景广阔，但在治理过程中未能大规模使用。
技术实现思路
为了克服现有技术的存在的问题，本专利技术提供了一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，本专利技术所述方法不仅去除率高，而且吸附剂SiO2气凝胶微球具有密度低、孔隙率高、比表面积大、分布均匀等特点，在铬离子的去除过程中，吸附效果好，铬离子的去除率高，易于回收并且重复利用。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一方面，提供一种利用SiO2气凝胶微球的制备；一种SiO2气凝胶微球的制备方法，利用乳液成球技术与溶胶-凝胶法，将硅源与溶剂在酸碱两步法处理后，用溶剂洗涤过滤后，经老化处理，常压干燥后最终制备出SiO2气凝胶微球。进一步地，将硅源与溶剂在酸碱两步法处理的具体方法为：先取一定量的硅源置于容器中，加入一定量的溶剂和乙酸水溶液，硅源∶溶剂∶乙酸水溶液的体积比为11∶22.5∶2.4-5.4；在40℃条件下恒温水浴搅拌1h，使硅源在酸性条件下充分水解；然后滴加氨水至pH值为8-9时加入油相-柴油，此时烧杯内溶胶为乳白色，继续搅拌逐渐提高转速，至溶胶变为半透明，油和溶胶分离。进一步地，所述硅源∶溶剂∶乙酸水溶液的体积比为11∶22.5∶3.6。进一步地，油相与水的体积比为1∶1。进一步地，所述硅源为正硅酸乙酯。进一步地，所述溶剂为乙醇。进一步地，所述老化处理的具体方法为：用硅源和乙醇体积比为1∶2的混合液浸泡气凝胶微球24h。进一步地，所述常压干燥的条件为：40℃下，常压干燥24h。另一方面，提供一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法；一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，其特征在于：所述方法通过吸附剂SiO2气凝胶微球在一定反应条件下与铬离子溶液发生吸附反应，测定吸附后反应溶液中铬离子的浓度，从而确定吸附剂SiO2气凝胶微球对铬离子溶液的吸附率。进一步地，所述铬离子溶液的质量浓度为0.01g/L。进一步地，所述吸附剂气凝胶微球与铬离子溶液的质量体积比(g/mL)为：1∶100-3∶100。进一步地，所述吸附剂气凝胶微球与铬离子溶液的质量体积比(g/mL)为：2.5∶100。进一步地，所述吸附反应在30-50℃下反应1-9h。进一步地，所述吸附反应在30℃下反应5h。进一步地，所述铬离子的浓度的测定方法为：二苯碳酰二肼分光光度法。进一步地，所述吸附剂SiO2气凝胶微球对0.01g/L铬离子溶液的吸附率为96.6％-99％。有益效果：与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果如下：本专利技术所述方法在铬离子的去除过程中，能够很好的将铬离子吸附，去除率高，对0.01g/L铬离子溶液的吸附率为96.6％-99％；吸附剂SiO2气凝胶微球易于回收并且重复利用，为大规模的应用提供理论基础；除此之外，本专利技术所述的SiO2气凝胶微球在制备过程中操作简单，条件温和，制备周期短，这使得生产成本大大降低，制备出的气凝胶微球具有密度低、孔隙率高、分布均匀等特点，且比表面积大，相比其他吸附剂具有很大的优势。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步阐述。一、一种利用SiO2气凝胶微球的制备；一种SiO2气凝胶微球的制备方法，利用乳液成球技术与溶胶-凝胶法，将硅源与溶剂在酸碱两步法处理后，用溶剂洗涤过滤后，经老化处理，常压干燥后最终制备出SiO2气凝胶微球。进一步地，将硅源与溶剂在酸碱两步法处理的具体方法为：先取一定量的硅源置于容器中，加入一定量的溶剂和乙酸水溶液，硅源∶溶剂∶乙酸水溶液的体积比为11∶22.5∶2.4-5.4；在40℃条件下恒温水浴搅拌1h，使硅源在酸性条件下充分水解；然后滴加氨水至pH值为8-9时加入油相-柴油，此时烧杯内溶胶为乳白色，继续搅拌逐渐提高转速，至溶胶变为半透明，油和溶胶分离。进一步地，所述硅源∶溶剂∶乙酸水溶液的体积比为11∶22.5∶3.6。进一步地，油相与水的体积比为1∶1。进一步地，所述硅源为正硅酸乙酯。进一步地，所述溶剂为乙醇。进一步地，所述老化处理的具体方法为：用硅源和乙醇体积比为1∶2的混合液浸泡气凝胶微球24h。进一步地，所述常压干燥的条件为：40℃下，常压干燥24h。制备的SiO2气凝胶微球是具有连续多孔网络结构的介孔材料，比表面积为819.5237m2/g，孔径主要为2-10nm，孔径分布集中。二、提供一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法；一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，其特征在于：所述方法通过吸附剂SiO2气凝胶微球在一定反应条件下与铬离子溶液发生吸附反应，测定吸附后反应溶液中铬离子的浓度，从而确定吸附剂SiO2气凝胶微球对铬离子溶液的吸附率。进一步地，所述铬离子溶液的质量浓度为0.01g/L。进一步地，所述吸附剂气凝胶微球与铬离子溶液的质量体积比(g/mL)为：1∶100-3∶100。进一步地，所述吸附剂气凝胶微球与铬离子溶液的质量体积比(g/mL)为：2.5∶100。进一步地，所述吸附反应在30-40℃下反应1-9h。进一步地，所述吸附反应在30℃下反应5h。进一步地，所述铬离子的浓度的测定方法为：二苯碳酰二肼分光光度法。进一步地，所述吸附剂SiO2气凝胶微球对0.01g/L铬离子溶液的吸附率为96.6％-99％。三、显色原理及铬离子的浓度的测定方法在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律。显色溶液配制：称取0.01g二苯碳酰二肼溶解于5ml乙醇中，加入20mlH2SO4(1∶9)。铬离子的浓度的测定方法：取1mL吸附后的溶液，用水稀释至50ml，加入(1+1)硫酸0.5mL和(1+1)磷酸0.5mL，摇匀。加入2mL显色溶液，摇匀，5-10min后，于540nm波长处，用3cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并作空白校正。实施例1取5个100ml烧杯，分别加入0.01g/L铬离子溶液20ml，加入气凝胶微球0.5g。在30℃条件下搅拌1h。取1ml吸附后的溶液，稀释至50ml，加入(1+1)硫酸0.5ml和(1+1)磷酸0.5ml，摇匀。加入2ml显色溶液，摇匀，5-10min后，于540nm波长处测吸光度(蒸馏水作空白校正)，结果表明对铬离子溶液的吸附率为97.2％。实施例2取5个100ml烧杯，分别加入0.01g/L铬离子溶液20ml，加入气凝胶微球0.5g。在30℃条件下搅拌5h。取1ml吸附后的溶液，稀释至50ml，加入(1+1)硫酸0.5ml和(1+1)磷酸0.5ml，摇匀。加入2ml显色溶液，摇匀，5-10min后，于540nm波长处测吸光度(蒸馏水作空白校正)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，其特征在于：所述方法通过吸附剂SiO2气凝胶微球在一定反应条件下与铬离子溶液发生吸附反应，测定吸附后反应溶液中铬离子的浓度，从而确定吸附剂SiO2气凝胶微球对铬离子溶液的吸附率。

【技术特征摘要】
1.一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，其特征在于：所述方法通过吸附剂SiO2气凝胶微球在一定反应条件下与铬离子溶液发生吸附反应，测定吸附后反应溶液中铬离子的浓度，从而确定吸附剂SiO2气凝胶微球对铬离子溶液的吸附率。2.根据权利要求1所述的一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，其特征在于：所述铬离子溶液的质量浓度为0.01g/L。3.根据权利要求1所述的一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，其特征在于：所述吸附剂气凝胶微球与铬离子溶液的质量体积比(g/mL)为：1∶100-3∶100。4.根据权利要求1所述的一种利用SiO2气凝胶微球吸附铬离子的方法，其特征在于：所述吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贞玉，韩玉香，龙丹，史明佳，周俊玲，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22