一种铬吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种铬吸附剂及其制备方法和应用，属于水处理技术领域。本发明专利技术的吸附剂是通过采用不同酸碱对陶粒材料进行改性制得，其能和反应液充分接触，具有较高的吸附性能，能有效去除废水中的低浓度六价铬，且成本低，改性方法简单、陶粒廉价易得、适合大规模工业生产。

A chromium adsorbent and its preparation and Application

The invention relates to a chromium adsorbent and a preparation method and application thereof, belonging to the technical field of water treatment. The adsorbent is made by using different acid and alkali to modify the ceramic material, which can fully contact with the reaction liquid, have high adsorption property, and can effectively remove the low concentration of six valence chromium in the wastewater, and the cost is low, the modification method is simple, the ceramsite is cheap and easy to be obtained and suitable for large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种铬吸附剂及其制备方法和应用
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种铬吸附剂及其制备方法和应用。
技术介绍
自然界中铬的存在形式主要是三价和六价。其中，Cr（VI）有较高的氧化性和致癌性，其化合物不能自然降解，会在生物体内积聚，毒性是Cr（III）的100多倍。水体中铬的迁移转化方式主要有水解、吸附、沉淀、氧化还原和络合。现有的去除Cr（VI）的方法有很多，包括吸附法、化学沉淀法、离子交换法、生物法等。吸附法主要是利用具有不溶性且比表面积高的固体材料作为吸附剂，利用化学吸附、物理吸附等机理将水体中的重金属吸附在吸附剂表面，达到去除重金属的目的。吸附法操作简单、污染小、且大部分吸附剂可重复使用。常用的吸附剂主要有：活性炭、海泡石、氧化铝、以及一些生物吸附剂等，但其对Cr（VI）的浓度要求通常大于10mg/L，对低浓度铬的吸附效果较差。陶粒材料内部结构特征呈细密蜂窝状微孔，这些微孔都是封闭型的，而非连通型的。它是由于气体被包裹进壳内而形成的，因此，陶粒具有质轻的特性。此外，陶粒具有巨大的比表面积，化学和热稳定性好。但是陶粒材料生产过程粗糙，孔道内含有大量杂质，限制了重金属离子与陶粒材料的结合。近年来对陶粒材料的研究引起了普遍关注，但应用陶粒吸附重金属Cr的研究还较少。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铬吸附剂及其制备方法和应用，该吸附剂为改性陶粒，具有较好的吸附性能，能有效去除废水中的Cr，尤其是六价铬。此外，改性方法简单、陶粒廉价易得、适合大规模工业生产。本专利技术采用如下技术方案：一种铬吸附剂，其为改性陶粒。一种上述的铬吸附剂的制备方法，其包括如下步骤：（1）陶粒粉碎至40~120目，加入甲醇，超声5~15min，静置后真空抽滤，于60~120℃条件下干燥2~3h；（2）向干燥后样品中，加入浓度为0.5~2mol/L的洗脱剂，超声5~15min，洗脱之后真空抽滤，于60~120℃条件下干燥2-3h；（3）经步骤（2）处理后的陶粒置于马弗炉中，于400~600℃条件下焙烧2-3h，取出后研磨至40~120目，即得改性陶粒。制备方法中，所述步骤（1）中的陶粒为粉煤灰陶粒、粘土陶粒、生物污泥陶粒和垃圾陶粒中的一种以上。制备方法中，所述步骤（1）中，陶粒与甲醇的质量体积比为1~5g:10mL。制备方法中，所述步骤（2）中的洗脱剂为HCl、HNO3或H2SO4。制备方法中，所述步骤（2）中的洗脱剂为NaOH、Ca(OH)2或Ba(OH)2。制备方法中，所述步骤（2）中的陶粒与洗脱剂的质量体积比为1~5g:5mL。一种上述铬吸附剂在去除废水中低浓度Cr中的应用。进一步的，所述废水中Cr的浓度为0.1~1mg/L。进一步的，所述废水中Cr为六价。本专利技术的有益效果在于：本专利技术用洗脱剂处理陶粒材料，因为陶粒材料生产过程粗糙，孔道内含有大量杂质，限制了重金属离子与陶粒材料的结合，而用洗脱剂处理之后，堵塞孔道的杂质被去除，从而大大提高陶粒对铬离子的吸附能力；甲醇主要用来去除陶粒内其它金属盐杂质；焙烧是为了使经过洗脱剂处理的陶粒具有稳定的吸附效果，除掉易挥发组分，提高陶粒的机械强度。本专利技术制备的改性陶粒具有较好的吸附性能，能有效去除废水中的Cr，尤其是Cr（VI）。此外，本专利技术制备方法简单、条件易得、耗时短且成本低，适合大规模工业生产，在水处理
具有非常好的应用前景。具体实施方式为了使本专利技术的目的，技术方案和优点更加清晰，下面将结合实例对本专利技术作进一步的说明。以下实施例只是本专利技术的一些实例，并不是全部。基于本专利技术的实例，本领域其他人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实例，都属于本专利技术的保护范围之内。实施例1铬吸附剂的制备：将粉煤灰陶粒进行粉碎至40目，加入甲醇，固液比1g:10mL。为于超声波条件下超声5min，静置后真空抽滤并干燥，将干燥后样品置于烧杯中，加入浓度为1mol/L的HCl，固液比1g:5mL，洗脱之后真空抽滤并于110℃下干燥2h，再放到马弗炉中于500℃条件下焙烧3h，研磨至40目即得改性后陶粒。铬吸附剂的应用：将吸附剂投加到初始浓度为0.6mg/L的含铬废水中，采用重金属多参数测定仪测定吸附后废水中铬浓度，经计算得铬的去除效率为94.34%。实施例2铬吸附剂的制备：将粉煤灰陶粒进行粉碎至60目，加入甲醇，固液比1g:5mL。于超声波条件下超声10min，静置后真空抽滤并干燥，将干燥后样品置于烧杯中，加入浓度为0.5mol/L的Ba(OH)2，固液比2g:5mL，洗脱之后真空抽滤并于60℃下干燥2h，再放到马弗炉中于550℃条件下焙烧3h，研磨至60目即得改性后陶粒。铬吸附剂的应用：将吸附剂投加到初始浓度为0.6mg/L的含铬废水中，采用重金属多参数测定仪测定吸附后废水中铬浓度，经计算得铬的去除效率为96.42%。实施例3铬吸附剂的制备：将粘土陶粒进行粉碎至100目，加入甲醇，固液比3g:10mL。于超声波条件下超声5min，静置后真空抽滤并干燥，将干燥后样品置于烧杯中，加入浓度为0.5mol/L的NaOH，固液比1g:5mL，洗脱之后真空抽滤并于110℃下干燥2h，再放到马弗炉中于500℃条件下焙烧2h，，研磨至100目即得改性后陶粒。铬吸附剂的应用：将吸附剂投加到初始浓度为1mg/L的含铬废水中，采用重金属多参数测定仪测定吸附后废水中铬浓度，经计算得铬的去除效率分为92.24%。实施例4铬吸附剂的制备：将生物污泥陶粒进行粉碎至120目，加入甲醇，固液比2g:5mL。于超声波条件下超声10min，静置后真空抽滤并干燥，将干燥后样品置于烧杯中，加入浓度为2mol/L的HNO3，固液比2g:5mL，洗脱之后真空抽滤并于90℃下干燥2h，再放到马弗炉中于600℃条件下焙烧2h，研磨至120目即得改性后陶粒。铬吸附剂的应用：将吸附剂投加到初始浓度为1mg/L的含铬废水中，采用重金属多参数测定仪测定吸附后废水中铬浓度，经计算得铬的去除效率为87.62%。实施例5铬吸附剂的制备：将垃圾陶粒进行粉碎至60目，加入甲醇，固液比1g:2mL。于超声波条件下超声15min，静置后真空抽滤并干燥，将干燥后样品置于烧杯中，加入浓度为1mol/L的Ca(OH)2，固液比1g:5mL，洗脱之后真空抽滤并于100℃下干燥2h，再放到马弗炉中于500℃条件下焙烧2.5h，研磨至60目即得改性后陶粒。铬吸附剂的应用：将吸附剂投加到初始浓度为0.5mg/L的含铬废水中，采用重金属多参数测定仪测定吸附后废水中铬浓度，经计算得铬的去除效率为85.17%。实施例6铬吸附剂的制备：将垃圾陶粒进行粉碎至100目，加入甲醇，固液比1g:2mL。于超声波条件下超声10min，静置后真空抽滤并干燥，将干燥后样品置于烧杯中，加入浓度为0.5mol/L的H2SO4，固液比1g:5mL，洗脱之后真空抽滤并于110℃下干燥3h，再放到马弗炉中于550℃条件下焙烧2.5h，研磨至100目即得改性后陶粒。铬吸附剂的应用：将吸附剂投加到初始浓度为0.5mg/L的含铬废水中，采用重金属多参数测定仪测定吸附后废水中铬浓度，经计算得铬的去除效率为86.23%。对比例1陶粒预处理：将市售粉煤灰陶粒、粘土陶粒、生物污泥陶粒、垃圾陶粒分别粉碎至60目，于10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铬吸附剂，其特征在于，其为改性陶粒。

【技术特征摘要】
1.一种铬吸附剂，其特征在于，其为改性陶粒。2.如权利要求1所述的铬吸附剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：（1）陶粒粉碎至40~120目，加入甲醇，超声5~15min，静置后真空抽滤，于60~120℃条件下干燥2~3h；（2）向干燥后样品中，加入浓度为0.5~2mol/L的洗脱剂，超声5~15min，洗脱之后真空抽滤，于60~120℃条件下干燥2-3h；（3）经步骤（2）处理后的陶粒置于马弗炉中，于400~600℃条件下焙烧2-3h，取出后研磨至40~120目，即得改性陶粒。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的陶粒为粉煤灰陶粒、粘土陶粒、生物污泥陶粒和垃圾陶粒中的一种以上。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李再兴，贾秀秀，牛建瑞，赵雅晴，钟为章，周蕾，佟雪娇，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北,13