一种含铜离子废水的吸附处理方法技术

本发明专利技术涉及一种含铜离子废水的吸附处理方法，包括以下步骤：S1、取有机溶剂和丁二酸置于混合容器中，搅拌至丁二酸完全溶解，得到溶液A；S2、取介孔氧化铝加入到溶液A中得混合物B，反应结束后，经离心分离和真空干燥，得丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂；S3、将改性介孔氧化铝吸附剂加入到待处理铜离子废水中；S4、用碱调铜离子废水的pH值为5～8；S5、通过机械搅拌或震荡铜离子废水，吸附完全后通过离心分离或静置沉淀的方式进行固液分离，即完成含铜离子废水的吸附处理。本发明专利技术利用丁二酸表面改性的介孔氧化铝吸附剂对含铜离子废水进行吸附处理，吸附率不低于95%。

【技术实现步骤摘要】
一种含铜离子废水的吸附处理方法
本专利技术涉及及废水处理
，具体涉及一种含铜离子废水的吸附处理方法。
技术介绍
化工、印染、电镀、有色冶炼、有色金属矿山开采、电子材料漂洗废水、染料生产等过程中常产生含有大量铜离子的废水。含铜废水中的铜含量较高，直接排放不仅造成环境污染，而且是一种浪费资源，因此需要对含铜废水进行处理，通过技术手段对铜离子进行回收利用，水质达标后再进行排放。铜废水处理技术包括了化学沉淀法、电解法、离子交换法、重金属螯合剂、膜分离法和置换法等。上述处理方法有些需要加入化学试剂，造成新的环境污染；有些处理成本较高，难以工业化应用。吸附法是利用多孔性固体吸附剂来处理废水，常见的吸附剂为无机矿物，主要包括活性炭、天然沸石、黏土矿物，处理过程中不需要加入其它化学试剂，处理成本相对较低。但是重金属废水中的金属离子主要是通过物理作用吸附在这些吸附剂表面，金属离子和吸附剂之间的作用力较弱，因而吸附能力有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种含铜离子废水的吸附处理方法，利用丁二酸表面改性的介孔氧化铝吸附剂对含铜离子废水进行吸附处理，吸附率不低于95％。本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种含铜离子废水的吸附处理方法，包括以下步骤：S1、取有机溶剂和丁二酸置于混合容器中，在磁力搅拌下，控制加热回流温度为60～70℃，加热回流至丁二酸完全溶解，得到溶液A，备用；S2、取介孔氧化铝加入到溶液A中得混合物B，混合物B在磁力搅拌下，控制反应温度为80～90℃，回流反应20～30h，反应结束后，经离心分离和真空干燥，得丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂；S3、按照改性介孔氧化铝吸附剂的质量浓度为铜离子废水中铜离子质量浓度的3～5倍(因为丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂对铜离子的饱和吸附量qm＝400mg/g)，将改性介孔氧化铝吸附剂加入到待处理铜离子废水中；S4、用碱调铜离子废水的pH值为5～8；因为pH＜5时，介孔氧化铝表面羧基优先结合H+,pH＞8时，铜离子易与OH-发生络合反应。可以采用机械搅拌或震荡等方式促进吸附。S5、通过机械搅拌或震荡铜离子废水，吸附完全后通过离心分离或静置沉淀的方式进行固液分离，即完成含铜离子废水的吸附处理。作为本专利技术一种含铜离子废水的吸附处理方法的进一步优化：所述S1中的有机溶剂为乙腈。作为本专利技术一种含铜离子废水的吸附处理方法的进一步优化：所述S1中丁二酸加入量为乙腈重量的1/10～1/20。作为本专利技术一种含铜离子废水的吸附处理方法的进一步优化：所述S2中介孔氧化铝为表面富羟基的β-Al2O3，介孔氧化铝的焙烧温度小于700℃。作为本专利技术一种含铜离子废水的吸附处理方法的进一步优化：所述S2中介孔氧化铝加入量为丁二酸重量的2～4倍。作为本专利技术一种含铜离子废水的吸附处理方法的进一步优化：所述S2中真空干燥的温度控制在60～70℃。作为本专利技术一种含铜离子废水的吸附处理方法的进一步优化：所述S4中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙或氢氧化钙。有益效果本专利技术选用表面改性的介孔氧化铝对含铜离子废水进行吸附处理，表面改性的方法是采用丁二酸为表面改性剂，利用酯化反应，对介孔氧化铝表面进行改性，氧化铝表面羟基与丁二酸一侧羧基发生酯化反应，反应条件简单，反应过程中产生的滤液可以重复使用，处理成本较低，通过在富羟基介孔β-Al2O3表面接枝丁二酸，介孔氧化铝表面引入的羧基对铜离子具有较强的络合作用(图5的Langmuir和Dubinin-Radushkevich吸附等温线说明了丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂对铜离子的吸附为单分子层吸附和化学吸附，进一步说明吸附机理为介孔氧化铝表面羧基与铜离子发生络合作用，图7的准二级吸附动力学方程拟合结果进一步说明丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂对铜离子的吸附为化学吸附过程)，在对含铜离子废水进行吸附处理时，吸附率不低于95％。附图说明图1为本专利技术的丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂的FESEM照片；图2为本专利技术的丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂的EDS面分析照片；图3为本专利技术的丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂用量对铜离子吸附效果的影响关系图；图4为本专利技术的丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂用量对平衡吸附量qe和平衡铜离子浓度ce的影响关系图；图5为本专利技术的丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂对铜离子的Langmuir和Dubinin-Radushkevich吸附等温线；图6为本专利技术处理方法中吸附时间对平衡吸附量qe和平衡铜离子浓度ce的影响关系图；图7为本专利技术的丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂对铜离子的准二级吸附动力学方程拟合图。具体实施方式以下结合具体实施方式进一步对本专利技术的技术方案进行阐述。实施例1一种铜离子废水高效吸附处理方法，包括以下步骤：S1、取乙腈和丁二酸置于混合容器中，丁二酸加入量为乙腈重量的1/10，在磁力搅拌下，控制加热回流温度为70℃，加热回流至丁二酸完全溶解，得到溶液A，备用；S2、取介孔氧化铝加入到溶液A中得混合物B，介孔氧化铝加入量为丁二酸重量的2倍，混合物B在磁力搅拌下，控制反应温度为80℃，回流反应20h，反应结束后，经离心分离和真空干燥，真空干燥温度为65℃，得丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂；图1和图2分别为制得二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂的FESEM照片和EDS面分析照片，从FESEM照片可以看出氧化铝为介孔材料。从EDS面分析可以看出，介孔氧化铝表面分布大量的羧基碳，说明丁二酸与介孔氧化铝表面羟基发生了酯化反应。S3、按照改性介孔氧化铝吸附剂的质量浓度为铜离子废水中铜离子质量浓度的3倍，将改性介孔氧化铝吸附剂加入到待处理铜离子废水中；S4、用氢氧化钠调铜离子废水的pH值为5；S5、采用机械搅拌方式促进吸附，吸附时间为200min，吸附完全后，采用离心分离方式进行固液分离。丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂对铜离子废水中铜离子的吸附率为97％。图4和图6分别显示了丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂用量对平衡吸附量qe和平衡铜离子浓度ce的影响以及吸附时间对平衡吸附量qe和平衡铜离子浓度ce的影响。实施例2一种铜离子废水高效吸附处理方法，包括以下步骤：S1、取乙腈和丁二酸置于混合容器中，丁二酸加入量为乙腈重量的1/15，在磁力搅拌下，控制加热回流温度为65℃，加热回流至丁二酸完全溶解，得到溶液A，备用；S2、取介孔氧化铝加入到溶液A中得混合物B，介孔氧化铝加入量为丁二酸重量的3倍，混合物B在磁力搅拌下，控制反应温度为85℃，回流反应25h，反应结束后，经离心分离和真空干燥，真空干燥温度为65℃，得丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂；S3、按照改性介孔氧化铝吸附剂的质量浓度为铜离子废水中铜离子质量浓度的4倍，将改性介孔氧化铝吸附剂加入到待处理铜离子废水中；S4、用氢氧化钾调铜离子废水的pH值为6；S5、采用机械搅拌方式促进吸附，吸附时间为250min，吸附完全后，采用离心分离方式进行固液分离。丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂对铜离子废水中铜离子的吸附率为98％。实施例3一种铜离子废水高效吸附处理方法，包括以下步骤：S1、取乙腈和丁二酸置于混合容器中，丁二酸加入量为乙腈重量的1/20，在磁力搅拌下，控制加热回流温度为70℃，加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铜离子废水的吸附处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、取有机溶剂和丁二酸置于混合容器中，在磁力搅拌下，控制加热回流温度为60～70℃，加热回流至丁二酸完全溶解，得到溶液A，备用；S2、取介孔氧化铝加入到溶液A中得混合物B，混合物B在磁力搅拌下，控制反应温度为80～90℃，回流反应20～30h，反应结束后，经离心分离和真空干燥，得丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂；S3、按照改性介孔氧化铝吸附剂的质量浓度为铜离子废水中铜离子质量浓度的3～5倍，将改性介孔氧化铝吸附剂加入到待处理铜离子废水中；S4、用碱调铜离子废水的pH值为5～8；S5、通过机械搅拌或震荡铜离子废水，吸附完全后通过离心分离或静置沉淀的方式进行固液分离，即完成含铜离子废水的吸附处理。

【技术特征摘要】
1.一种含铜离子废水的吸附处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、取有机溶剂和丁二酸置于混合容器中，在磁力搅拌下，控制加热回流温度为60～70℃，加热回流至丁二酸完全溶解，得到溶液A，备用；S2、取介孔氧化铝加入到溶液A中得混合物B，混合物B在磁力搅拌下，控制反应温度为80～90℃，回流反应20～30h，反应结束后，经离心分离和真空干燥，得丁二酸表面改性介孔氧化铝吸附剂；S3、按照改性介孔氧化铝吸附剂的质量浓度为铜离子废水中铜离子质量浓度的3～5倍，将改性介孔氧化铝吸附剂加入到待处理铜离子废水中；S4、用碱调铜离子废水的pH值为5～8；S5、通过机械搅拌或震荡铜离子废水，吸附完全后通过离心分离或静置沉淀的方式进行固液分离，即完成含铜离子废水的吸附处理。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华军，田文杰，李冬，杨刚宾，赵莉，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41