一种评价沸石材料重金属吸附选择性的方法技术

本发明专利技术公开了一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法，其步骤为：首先，按照分析吸附选择性的重金属的数量及其种类，选择合适的多元吸附选择性分析方程；然后，采用静态间歇吸附模型，利用沸石材料吸附含有混合重金属的溶液，控制一定的吸附反应时间、反应温度和重金属浓度，之后测定反应后溶液中重金属的浓度；第三，将溶液中重金属的浓度数据带入多元吸附选择性分析方程，通过方程对重金属吸附数据进行拟合，得出表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数，通过分析特征参数，评价沸石材料对重金属的吸附选择性。本发明专利技术基于数据的多元函数分析，得到的结果准确，适用于分析评价沸石类材料在重金属废水中应用的可能性，并为其应用提供理论基础。

A method for evaluating the adsorption selectivity of heavy metals in zeolite materials

【技术实现步骤摘要】
一种评价沸石材料重金属吸附选择性的方法
本专利技术涉及吸附材料吸附处理领域，具体涉及一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法。
技术介绍
沸石材料是一种具有丰富孔道结构的硅铝氧化物材料。目前粉煤灰沸石材料开始广泛应用于重金属废水的吸附处理当中。对于工业上含有多种重金属元素的混合废水而言，沸石材料对重金属元素的吸附选择性是评估沸石材料对特定重金属废水处理潜力的基础。但是，就目前国内外的研究成果来看，尚没有一种准确定量评价沸石材料重金属吸附选择性的方法，这极大的阻碍了沸石材料在重金属废水吸附处理领域的基础理论和应用研究，更进而影响了重金属废水处理工艺的革新和发展。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对评价沸石材料对重金属的吸附选择性，提出了一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法，该评价方法基于数据的多元函数分析，得到的结果准确，适用于分析评价沸石类材料在重金属废水中应用的可能性，并为其应用提供了理论基础。技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法，包括以下步骤：(1)选择并优化方程：按照需要分析吸附选择性的重金属的数量及其种类，选择合适的多元吸附选择性分析方程；(2)吸附实验：采用静态间歇吸附模型，利用沸石材料吸附含有混合重金属的溶液，控制一定的吸附反应时间、反应温度和重金属浓度，之后测定反应后溶液中重金属的浓度；(3)方程拟合及结果分析：将步骤2)得到的溶液中重金属的浓度数据带入多元吸附选择性分析方程，通过方程对重金属吸附数据的拟合，得出表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数，通过分析特征参数，评价沸石材料对重金属的吸附选择性。其中，上述多元吸附选择性分析方程应按以下基本方程为基础加以优化：其中f(C)为表征重金属吸附过程的特征吸附方程，Cn为某种重金属在吸附溶液中的浓度，Qe和Ce分别为吸附结束时某种重金属的特征吸附量和特征吸附浓度。其中，步骤(2)中的吸附反应时间为1h～96h，反应温度为25～75℃，重金属浓度为20～80mg/L。作为优选，步骤(2)的重金属浓度、反应温度和吸附反应时间分别应为：重金属浓度为20mg/L，40mg/L，60mg/L，80mg/L；75℃：1小时、3小时、6小时、9小时和12小时；50℃：3小时、6小时、9小时、12小时和24小时；40℃：6小时、9小时、12小时、24小时和48小时；25℃：9小时、12小时、24小时、48小时和96小时。其中，上述沸石材料为Na-4A沸石材料、天然沸石材料、Na-P沸石材料、LindeF(K)沸石材料中的一种或几种。其中，上述含有混合重金属的溶液为含有Cu，Zn、Pb、Ni和Cd中的一种或几种元素的金属溶液。其中，上述步骤3)重金属吸附数据的拟合，得出表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数的分析过程是基于以下吸附特征方程：其中，Qm和KL为表征沸石材料对某种重金属吸附选择性的参数，Qm表征沸石材料对重金属的吸附容量潜力，KL表征沸石材料对重金属的吸附速率潜力。有益效果：相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术针对评价沸石材料对重金属的吸附选择性，提出了一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法，该评价方法基于数据的多元函数分析，得到的结果准确，适用于分析评价沸石类材料在重金属废水中应用的可能性，并为其应用提供了理论基础。附图说明图1实施例1的步骤3的方程拟合结果的函数图像；图2实施例2的步骤3的方程拟合结果的函数图像；图3实施例3的步骤3的方程拟合结果的函数图像；图4实施例4的步骤3的方程拟合结果的函数图像；图5实施例5的步骤3的方程拟合结果的函数图像；图6实施例6的步骤3的方程拟合结果的函数图像。具体实施方式实施例1：一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法1)选择并优化方程分析吸附选择性的重金属的数量及其种类，选择二元吸附选择性分析方程，如下：其中n＝2。2)吸附试验采用静态间歇吸附模型，利用Na-4A沸石材料吸附含有Zn和Cu元素的混合重金属溶液，其浓度均为20mg/L，控制吸附反应时间为3小时、6小时、9小时、12小时和24小时、反应温度为50℃之后测定反应后溶液中重金属的浓度。3)方程拟合，分析。根据步骤2)得出的数据，利用表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数的分析过程进行数据的拟合分析，其方程为：其中n＝2。4)结果分析经过分析得出Qm-Cu＝8.234，Qm-Zn＝7.256，KL-Cu＝0.538，KL-Zn＝0.534，说明Na-4A沸石对Cu元素的吸附选择性优于Zn元素，但两者吸附速率潜力相当。实施例2：一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法1)选择并优化方程分析吸附选择性的重金属的数量及其种类，选择二元吸附选择性分析方程，如下：其中n＝2。2)吸附试验采用静态间歇吸附模型，利用天然沸石材料吸附含有Pb和Cd元素的混合重金属溶液，其浓度均为20mg/L，控制吸附反应时间为1小时、3小时、6小时、9小时和12小时、反应温度为75℃，之后测定反应后溶液中重金属的浓度。3)方程拟合，分析。根据步骤2)得出的数据，利用表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数的分析过程进行数据的拟合分析，其方程为：其中n＝2。4)结果分析经过分析得出，Qm-Pb＝7.135，Qm-Cd＝5.183，KL-Pb＝5.164，KL-Cd＝3.135，说明天然沸石对三种重金属元素的吸附选择性为Pb大于Cd，吸附速率也为Pb大于Cd。实施例3：一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法1)选择并优化方程分析吸附选择性的重金属的数量及其种类，选择三元吸附选择性分析方程，如下：其中n＝3。2)吸附试验采用静态间歇吸附模型，利用Na-P沸石材料吸附含有Ni，Cd和Pb元素的混合重金属溶液，其浓度均为40mg/L，控制吸附反应时间为6小时、9小时、12小时、24小时和48小时、反应温度为40℃，之后测定反应后溶液中重金属的浓度。3)方程拟合，分析。根据步骤2)得出的数据，利用表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数的分析过程进行数据的拟合分析，其方程为：其中n＝3。4)结果分析经过分析得出，Qm-Ni＝3.125，Qm-Cd＝6.256，Qm-Pb＝10.932，KL-Ni＝0.221，KL-Cd＝0.698，KL-Pb＝1.457，说明Na-P沸石对三种重金属元素的吸附选择性为Pb大于Cd大于Ni，吸附速率也为Pb大于Cd大于Ni。实施例4：一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法1)选择并优化方程分析吸附选择性的重金属的数量及其种类，选择三元吸附选择性分析方程，如下：其中n＝3。2)吸附试验采用静态间歇吸附模型，利用天然沸石材料吸附含有Cu，Ni和Pb元素的混合重金属溶液，其浓度均为60mg/L，控制吸附反应时间为9小时、12小时、24小时、48小时和96小时、反应温度为20℃，之后测定反应后溶液中重金属的浓度。3)方程拟合，分析。根据步骤2)得出的数据，利用表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数的分析过程进行数据的拟合分析，其方程为：其中n＝3。4)结果分析经过分析得出，Qm-Cu＝3.478，Qm-Ni＝5.786，Qm-Pb＝8.457，KL-Cu＝1.498，KL-Ni＝2.381，KL-Pb＝5.764，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择并优化方程：分析吸附选择性的重金属的数量及其种类，选择合适的多元吸附选择性分析方程；(2)吸附实验：采用静态间歇吸附模型，利用沸石材料吸附含有混合重金属的溶液，控制一定的吸附反应时间、反应温度和重金属浓度，之后测定反应后溶液中重金属的浓度；(3)方程拟合及结果分析：将步骤2)得到的溶液中重金属的浓度数据带入多元吸附选择性分析方程，通过方程对重金属吸附数据进行拟合，得出表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数，通过分析特征参数，评价沸石材料对重金属的吸附选择性。

【技术特征摘要】
1.一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择并优化方程：分析吸附选择性的重金属的数量及其种类，选择合适的多元吸附选择性分析方程；(2)吸附实验：采用静态间歇吸附模型，利用沸石材料吸附含有混合重金属的溶液，控制一定的吸附反应时间、反应温度和重金属浓度，之后测定反应后溶液中重金属的浓度；(3)方程拟合及结果分析：将步骤2)得到的溶液中重金属的浓度数据带入多元吸附选择性分析方程，通过方程对重金属吸附数据进行拟合，得出表征沸石吸附材料吸附选择性的特征参数，通过分析特征参数，评价沸石材料对重金属的吸附选择性。2.根据权利要求1所述的一种评价沸石材料重金属材料吸附选择性方法，其特征在于，所述多元吸附选择性分析方程应按以下基本方程为基础加以优化：

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，田园，孟春凤，师一粟，刘雅淑，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32