一种重金属离子吸附剂的制备及其吸附方法技术

本发明专利技术公开了一种重金属离子吸附剂的制备及其吸附方法，属于环保技术领域，该吸附剂制备方法是将分级木质素：亚铁化合物：双氧水：甲醛：胺化物按质量比为1.5：0.01‑0.05：0.05‑0.4：2.0‑8.0：1.0‑4.0的比例进行反应。分级木质素分散在水溶液中调节溶液pH为酸性，其次加入亚铁化合物和双氧水调节溶液pH为碱性，最后加入甲醛和胺化物反应一段时间，酸析、洗涤后即可得吸附剂。选取多羟基的分级木质素进行胺化改性，通过反应物不同投加配比来优化分级木质素胺化改性过程，致力于合成一种具有高效吸附官能团的吸附剂。适用于弱酸性条件下多种重金属离子吸附，原料来源广发，利用工业技术手段可以实现蔗渣中木质素的提取分离，实现废弃资源的循环利用，达到环保节能的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属离子吸附剂的制备及其吸附方法
本专利技术涉及环保
，尤其涉及一种重金属离子吸附剂的制备及其吸附方法。
技术介绍
近几年，随着经济的快速发展，我国加大工业生产进程，其中在矿冶金、机械制造、化工、电子生产等过程产生大量重金属工业废水(含有铜、铅、镉、锌、铬、汞等重金属离子)。这些工业废水大量排放，使土壤和水中的重金属积累加剧，重金属对环境污染也日益加重，这导致全国各地频频出现重金属中毒或重金属污染事件，引起人们广泛关注。水中重金属的处理与其它有机污染物的处理有所区别，有机污染物可以通过化学作用使其降解，但是水中的重金属离子很难发生分解破坏。目前已经开发应用的废水中重金属处理方法主要有化学法、物理化学法和生物法，包括化学沉淀、电离、离子交换、膜分离、吸附等等。在重金属废水处理过程重金属吸附法因其操作简单、去除率高、无二次污染等优点被广泛应用，但对重金属吸附剂要求严格，重金属吸附剂必须具有环境友好、可再生、可生物降解、低碳、吸附位点高等优势，这既能实现污水处理又能到达环境保护的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种重金属离子吸附剂的制备及其吸附方法，解决工业废水中重金属环境污染的技术问题。一种重金属离子吸附剂的制备及其吸附方法，将分级木质素：亚铁化合物：双氧水：甲醛：胺化物按质量比为1.5：0.01-0.05：0.05-0.4：2.0-8.0：1.0-4.0的比例反应，首先，在100mL烧杯中加入分级木质素和蒸馏水匀速搅拌0.5h，然后滴加2mol/L稀盐酸调节溶液pH为3-4，将溶液转移至250mL三口瓶中，其次，按质量比加入亚铁化合物和双氧水，50℃匀速搅拌1h，然后滴加2mol/L氢氧化钠溶液调节溶液pH为9-10，最后，按质量比加入甲醛和胺化物，升温至80℃反应2h，80℃酸析，然后冷却至室温，抽滤、水洗、干燥得到胺化改性分级木质素。所述分级木质素为蔗渣分级木质素，亚铁化合物为氯化亚铁。所述胺化物为二乙烯三胺。一种重金属离子吸附剂的吸附方法，其特征在于：分别称取Cu(NO3)2·3H2O、Pb(NO3)2、Cd(NO3)2·4H2O固体配制Cu2+、Pb2+、Cd2+单一重金属离子溶液，调节溶液pH，用量筒移取重金属溶液置于150mL锥形瓶中，加入胺化改性分级木质素，匀速搅拌待吸附完成，然后移取1ml溶液稀释10倍，过0.22μm滤膜，用电感耦合等离子体光谱仪(ICP)进行重金属离子浓度测定，计算重金属离子的去除率及吸附量。所述单一重金属离子溶液的Cu2+、Pb2+、Cd2+三种重金属离子溶液浓度为50-400mg/L。所述单一重金属离子溶液的pH为2-6。所述单一重金属离子溶液的Cu2+、Pb2+、Cd2+三种重金属离子溶液体积为30-100mL。所述加入胺化改性分级木质素的量为0.05-0.5g。匀速搅拌待吸附时间为60min-120min。100mg/LCu2+或Pb2+的去除率为85％-95％，吸附量为42.5-47.5mg/g，100mg/LCd2+去除率为50％-70％，吸附量为25-35mg/g。本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术的吸附剂制备方法简单，制备过程高效且产率高；2、吸附剂制备原料选取多羟基分级木质素，制备得到的吸附剂具有大量高效吸附基团氨基；3、吸附剂可以同时吸附水中的多种重金属离子，且吸附量大，吸附时间短，在有限的吸附时间里可以快速达到吸附平衡。附图说明图1为本专利技术100mg/LCu2+、Pb2+、Cd2+去除率及吸附量随时间变化图谱。图2为本专利技术100mg/LCu2+、Pb2+、Cd2+去除率及吸附量随pH变化图谱。图3为本专利技术不同浓度Cu2+、Pb2+、Cd2+的去除率和吸附量变化图谱。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。实施例1将分级木质素：亚铁化合物：双氧水：甲醛：胺化物按质量比为1.5：0.01：0.05：2.0：1.0的比例反应，首先，在100mL烧杯中加入1.5g分级木质素和30ml蒸馏水匀速搅拌0.5h，然后滴加2mol/L稀盐酸调节溶液pH为3，将溶液转移至250mL三口瓶中。其次，按质量比加入0.03g亚铁化合物和0.2g双氧水，50℃匀速搅拌1h，然后滴加2mol/L氢氧化钠溶液调节溶液pH为9。最后，按质量比加入5.0g甲醛和2.5g二乙烯三胺，升温至80℃反应2h。80℃酸析，然后冷却至室温，抽滤、水洗、干燥得到胺化改性分级木质素。分别称取Cu(NO3)2·3H2O、Pb(NO3)2、Cd(NO3)2·4H2O固体配制100mg/L的Cu2+、Pb2+、Cd2+单一重金属离子溶液，量筒移取50mL的重金属溶液置于150mL锥形瓶中，调节溶液pH为5，加入0.1g的胺化改性分级木质素，磁力搅拌器匀速搅拌125min，分别在0min、2min、5min、10min、15min、20min、30min、60min、90min、120min各取1ml溶液稀释10倍，稀释后的溶液过0.22μm滤膜，ICP(电感耦合等离子体光谱仪)进行重金属离子浓度测定。在重金属离子吸附过程，三种离子的去除率和吸附量随时间变化如图1所示，从图1(a)和(b)知Cu2+和Pb2+在20min左右吸附平衡，图1(c)知Cd2+在35min左右吸附平衡，吸附平衡时计算胺化改性分级木质素对100mg/LCu2+或Pb2+的去除率约为90％，吸附量约为45mg/g，100mg/LCd2+去除率约为70％，吸附量约为35mg/g。实施例2将分级木质素：亚铁化合物：双氧水：甲醛：胺化物按质量比为1.5：0.05：0.4：8.0：4.0的比例反应，首先，在100mL烧杯中加入1.5g分级木质素和30ml蒸馏水匀速搅拌0.5h，然后滴加2mol/L稀盐酸调节溶液pH为4，将溶液转移至250mL三口瓶中。其次，按质量比加入0.03g亚铁化合物和0.2g双氧水，50℃匀速搅拌1h，然后滴加2mol/L氢氧化钠溶液调节溶液pH为9-10。最后，按质量比加入5.0g甲醛和2.5g二乙烯三胺，升温至80℃反应2h。80℃酸析，然后冷却至室温，抽滤、水洗、干燥得到胺化改性分级木质素。分别称取Cu(NO3)2·3H2O、Pb(NO3)2、Cd(NO3)2·4H2O固体配制100mg/L的Cu2+、Pb2+、Cd2+单一重金属离子溶液，量筒移取50mL的重金属溶液置于150mL锥形瓶中，调节pH分别为2、2.5、3、4、5，然后分别加入0.1g的胺化改性分级木质素，磁力搅拌器匀速搅拌60min，取1ml溶液稀释10倍，稀释后的溶液过0.22μm滤膜，ICP(电感耦合等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属离子吸附剂的制备方法，其特征在于：将分级木质素：亚铁化合物：双氧水：甲醛：胺化物按质量比为1.5：0.01-0.05：0.05-0.4：2.0-8.0：1.0-4.0的比例反应，首先，在100mL烧杯中加入分级木质素和蒸馏水匀速搅拌0.5h，然后滴加2mol/L稀盐酸调节溶液pH为3-4，将溶液转移至250mL三口瓶中，其次，按质量比加入亚铁化合物和双氧水，50℃匀速搅拌1h，然后滴加2mol/L氢氧化钠溶液调节溶液pH为9-10，最后，按质量比加入甲醛和胺化物，升温至80℃反应2h，80℃酸析，然后冷却至室温，抽滤、水洗、干燥得到胺化改性分级木质素。/n

【技术特征摘要】
1.一种重金属离子吸附剂的制备方法，其特征在于：将分级木质素：亚铁化合物：双氧水：甲醛：胺化物按质量比为1.5：0.01-0.05：0.05-0.4：2.0-8.0：1.0-4.0的比例反应，首先，在100mL烧杯中加入分级木质素和蒸馏水匀速搅拌0.5h，然后滴加2mol/L稀盐酸调节溶液pH为3-4，将溶液转移至250mL三口瓶中，其次，按质量比加入亚铁化合物和双氧水，50℃匀速搅拌1h，然后滴加2mol/L氢氧化钠溶液调节溶液pH为9-10，最后，按质量比加入甲醛和胺化物，升温至80℃反应2h，80℃酸析，然后冷却至室温，抽滤、水洗、干燥得到胺化改性分级木质素。


2.根据权利要求1所述的一种重金属离子吸附剂的制备方法，其特征在于：所述分级木质素为蔗渣分级木质素，亚铁化合物为氯化亚铁。


3.根据权利要求1所述的一种重金属离子吸附剂的制备及其吸附方法，其特征在于：所述胺化物为二乙烯三胺。


4.一种重金属离子吸附剂的吸附方法，其特征在于：分别称取Cu(NO3)2·3H2O、Pb(NO3)2、Cd(NO3)2·4H2O固体配制Cu2+、Pb2+、Cd2+单一重金属离子溶液，调节溶液pH，用量筒移取重金属溶液置于150mL锥形瓶中，加入胺化改性分级木质素，匀速搅拌待吸附完成，然后移取1ml...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永信，朱红祥，杨崎峰，刘妮，谢冬燕，杨燕媛，戴书剑，杨建建，赵盈丽，林月婕，王光红，
申请(专利权)人：广西博世科环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45