一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及污水处理领域，具体涉及一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料及其制备方法，本发明专利技术的技术方案如下：所述污水除汞用石英砂改性负载巯基材料由石英砂和官能团巯基复合组成，所述石英砂先利用盐酸和乙醇溶液进行改性，然后通过助溶剂乙酸酐和硫酸，与巯基乙酸进行反应，将所述官能团巯基负载到所述石英砂表面，所述石英砂改性负载巯基材料对目标污染物的饱和吸附量能达到85％以上。本发明专利技术提供的石英砂改性负载巯基材料对污水厂尾水汞的浓度降低效果明显，对含汞出水的污染及危害具有一定的控制作用，近而减轻由于重金属汞给人类及动植物带来的的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料及其制备方法
本专利技术涉及污水处理领域，具体涉及一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料及其制备方法。
技术介绍
自建国以来，我国工业产业迅速发展，因此我国也成为了工业废水排放大国，工业废水主要特点包括：排放量大、污染范围广、水质变化大、重金属含量高、污染物质毒性强、危害大等。就重金属含量高的工业废水而言，我国大中型污水处理厂尾水出水水质达标率较低。我国重金属废水处理原则是：首先，最根本的是改革生产工艺，不用或少用毒性大的重金属；其次是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作，减少重金属用量和随废水流失量，尽量减少外排废水量。一般接纳部分工业废水的污水处理厂，有可能存在汞超标的现象，尤其是利用活性污泥工艺的污水厂，对汞的去除效果及低。汞是一种高毒性的重金属污染物，具有很强的神经毒性、持久性、迁移性、积累效应和遗传性，汞破坏中枢神经组织及口、粘膜和牙齿，并导致多种疾病，如老年痴呆症和帕金森综合症，甚至死亡，且汞会导致人和动物的急、慢性中毒，其致癌作用更是十分强大。汞在水体中经微生物作用生成甲基汞，甲基汞易在鱼、贝壳等海产品体内富集，体内形成很高浓度的甲基汞，人或动物食用了含有甲基汞的海产品，引起甲基汞中毒。含汞废水的大量排出，直接或间接流入江河湖泊甚至地下水等水域会对水生生物及动物有一定的危害，鱼类、虾类等生物会因为汞中毒大量死亡。汞重新回到水域，鱼类、虾类等生物的腐尸也会影响水域内其他生物的生存，造成恶性循环，因此水质会进一步的恶化。含汞废水的直接或间接灌溉，水中的汞离子将随着农作物对水和营养的吸收而积聚在农作物体内。据相关文献查阅，我国汞污染土壤问题严重，约占全国1.6％的土地，部分高污染地区土壤中汞含量超标30倍之多。污水处理厂处理含汞废水的常规方法有：还原法、硫化法、离子交换法、吸附法等，这些常规的处理方法对汞的去除有很好的去除效果，但是处理后的水中汞的含量仍然超标。螯合剂法，石墨烯衍生物法技术复杂，操作困难，管理不便。石英砂为价格低廉十分普遍的物质，经常被作为过滤材料；巯基是一种公认的对重金属物质具有强吸附性的物质，尤其对铬，汞，银等。石英砂改性负载巯基是将二者结合，形成具有价格优势，对重金属去除效率高的新材料。
技术实现思路
本专利技术提供一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料及其制备方法，对降低污水厂尾水汞的浓度有明显效果，对含汞出水对江河湖泊的污染及危害具有一定的控制作用，近而使重金属汞对人类及动植物的危害减轻。本专利技术的技术方案如下：一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料，由石英砂和官能团巯基复合组成，所述石英砂先利用盐酸和乙醇溶液进行改性，然后通过助溶剂乙酸酐和硫酸，与巯基乙酸进行反应，将所述官能团巯基负载到所述石英砂表面。上述的污水除汞用石英砂改性负载巯基材料的制备方法，具体步骤如下：a.将石英砂置于20～35目的不锈钢钢筛中筛出0.71～0.85mm的石英砂滤料，然后用纯水煮沸55～65min，再用纯水反复清洗至不再浑浊，最后在100～110℃的真空干燥箱中烘干11～13小时，冷却至恒重后取出石英砂；b.将步骤a中所得石英砂用0.8～1.2mol/L的盐酸浸泡23～25小时，然后放入乙醇溶液中磁力搅拌1～3h，再静置1～3h，最后纯水洗净烘干待用；c.将步骤b中所得石英砂放入棕色广口瓶中，再分别加入巯基乙酸、乙酸酐和硫酸充分混匀，加盖密封后置于真空干燥箱中，85～95℃恒温7～9h后取出；d.将步骤c中所得石英砂进行真空抽滤，并用纯水冲洗至中性，最后在27～33℃的真空烘箱中烘干，放入棕色广口瓶备用。所述的污水除汞用石英砂改性负载巯基材料的制备方法，优选方案为，盐酸：乙醇：石英砂：乙酸酐：巯基乙酸：硫酸的质量比为1～3:3～5:15～25:1～3:5～7:1。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的石英砂改性负载巯基材料，负载前后形状和质量均不会发生太大变化，应用方便，同时表面负载的巯基基团对汞处理产生了巨大影响；2、本专利技术的石英砂改性负载巯基材料对目标污染物的饱和吸附量在一定时间内可达85％以上，与普通石英砂和活性炭相比，饱和吸附量有显著的提高；3、利用本专利技术的石英砂改性负载巯基材料能够在60min以内处理完含汞污水；4、本专利技术的石英砂改性负载巯基材料能够解决利用其它材料除汞不彻底、不方便、处理成本高的缺陷。附图说明图1为应用本石英砂改性负载巯基材料汞的去除率曲线图。具体实施方式一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料，由石英砂和官能团巯基复合组成，所述石英砂先利用盐酸和乙醇溶液进行改性，然后通过助溶剂乙酸酐和硫酸，与巯基乙酸进行反应，将所述官能团巯基负载到所述石英砂表面。其制备过程如下：a.将石英砂置于30目的不锈钢钢筛中筛出0.75～0.83mm的石英砂滤料，然后用纯水煮沸60min，再用纯水反复清洗至不再浑浊，最后在105℃的真空干燥箱中烘干12小时，冷却至恒重后取出石英砂；b.将步骤a中所得石英砂用1mol/L的盐酸浸泡24小时，然后放入乙醇溶液中磁力搅拌2h，再静置2h，最后纯水洗净烘干待用；c.将步骤b中所得石英砂放入棕色广口瓶中，再分别加入巯基乙酸、乙酸酐和硫酸充分混匀，加盖密封后置于真空干燥箱中，90℃恒温8h后取出；d.将步骤c中所得石英砂进行真空抽滤，并用纯水冲洗至中性，最后在30℃的真空烘箱中烘干，放入棕色广口瓶备用；e.其中，盐酸：乙醇：石英砂：乙酸酐：巯基乙酸：硫酸的质量比为2:4:20:2:6:1。利用所述石英砂改性负载巯基材料吸附汞的实验验证如下：(1)取100ml已配制好的浓度为1mg/L的汞溶液，放入100ml的玻璃烧杯中，密封；(2)称取2g石英砂改性负载巯基材料，放入广口三角烧瓶中；(3)将广口三角烧瓶放在磁力搅拌器上进行磁力搅拌；(4)每隔一段时间取一次水样，并用水系0.22u的滤膜过滤；(5)将过滤后水样用ICP-Ms进行检测，并记录对应数据；(6)计算汞的去除率，得到汞的去除率曲线图如图1所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料，其特征在于，由石英砂和官能团巯基复合组成，所述石英砂先利用盐酸和乙醇溶液进行改性，然后通过助溶剂乙酸酐和硫酸，与巯基乙酸进行反应，将所述官能团巯基负载到所述石英砂表面。

【技术特征摘要】
1.一种污水除汞用石英砂改性负载巯基材料，其特征在于，由石英砂和官能团巯基复合组成，所述石英砂先利用盐酸和乙醇溶液进行改性，然后通过助溶剂乙酸酐和硫酸，与巯基乙酸进行反应，将所述官能团巯基负载到所述石英砂表面。2.一种权利要求1所述的污水除汞用石英砂改性负载巯基材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：a.将石英砂置于20～35目的不锈钢钢筛中筛出0.71～0.85mm的石英砂滤料，然后用纯水煮沸55～65min，再用纯水反复清洗至不再浑浊，最后在100～110℃的真空干燥箱中烘干11～13小时，冷却至恒重后取出石英砂；b.将步骤a中所得石英砂用0.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：董万里，刘军，傅金祥，蒋安娜，袁雅姝，由昆，郭慧宇，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21