一种磁性重金属捕集剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种磁性重金属捕集剂及其应用，包括按照摩尔比为1：1～3的亚铁盐与含巯基有机化合物制成，所述含巯基有机化合物为巯基乙酸钠。本发明专利技术采用原位合成的方法，将一定配比的亚铁盐和含巯基有机化合物投入含重金属废水中，控制混合溶液pH值为7～9，控制一定的搅拌混合条件，在原位合成含巯基复合磁性铁氧体重金属捕集剂的同时，还与废水中的重金属离子发生螯合作用形成沉淀，进一步通过外加磁场作用，可实现固液分离，去除重金属，本发明专利技术只需要一步反应即可完成重金属的去除，工艺方便简单，反应条件温和，重金属去除率高。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性重金属捕集剂及其应用
本专利技术涉及含重金属废水净化
，更具体地，涉及一种磁性重金属捕集剂及其应用。
技术介绍
随着经济快速发展，工业化进程也在加快，重金属废水的污染也越来越严重，使其成为危害性最大的工业废水污染之一。尤其是电镀废水，该废水污染物成分复杂，毒性高，主要含有铜、铬、铅等重金属，直接排放会严重污染环境，危害人类健康。重金属捕集剂又叫重金属螯合剂，它能与绝大部分重金属离子产生强力的螯合作用，生成的高分子螯合物不溶于水，可高效分离、去除废水中重金属离子。目前使用的重金属捕集剂，如二硫代甲酸盐(DTC)类化合物、三巯基三嗪盐(TMT)类化合物及三硫代碳酸盐类(TTC)化合物等能达到一定的去除废水中重金属的目的；但是现有重金属捕集剂处理废水时，产生的沉淀物难于沉降、泥水分离效果差、重金属去除率不高。中国专利CN102319558A公开了一种二硫代氨基甲酸盐改性磁性微球的制备方法及应用方法，在磁性微球表面化学修饰有作为高效重金属离子捕集剂的二硫代氨基甲酸盐，从而赋予磁性微球高效吸附重金属离子的功能，后续可以在磁场作用下实现固液分离，但是这种材料需要事先经过复杂的化学反应制备才能投入到重金属废水的处理中，而且制备过程需要长时间的加热(在30～50℃加热12h)，耗能大，工艺复杂，且重金属去除率不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有磁性重金属捕集剂制备工艺复杂，耗能大的缺陷和不足，提供一种磁性重金属捕集剂，利用亚铁盐和含巯基有机化合物直接投入含重金属废水中，控制一定的反应条件(pH、配比)，即可同时完成磁性重金属捕集剂的制备和重金属的去除，简化了重金属的去除步骤，并且在室温即可完成反应，耗能小，重金属去除率高。本专利技术的另一目的是提供一种磁性重金属捕集剂的应用。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种磁性重金属捕集剂，包括按照摩尔比为1：1～3的亚铁盐与含巯基有机化合物制成，所述含巯基有机化合物为巯基乙酸钠。本专利技术采用的含巯基有机化合物中的巯基与重金属有强力的螯合作用，可捕集重金属，采用的亚铁盐在废水中可形成具有磁性的铁氧体，亚铁盐与含巯基有机化合物通过物理复合作用形成含巯基复合铁氧体重金属捕集剂，它同时具有捕集剂和铁氧体两者的特点，可以实现重金属的去除，并且去除率高，在室温下完成反应，耗能小。优选地，所述亚铁盐与含巯基有机化合物的摩尔比为1：1～2。优选地，所述的亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中的一种。更优选地，所述的亚铁盐为硫酸亚铁。本专利技术还保护上述磁性重金属捕集剂在捕集重金属中的应用，包括如下步骤：将磁性重金属捕集剂，投入待处理的重金属废水中，控制pH值为7～9，混匀，再通过外加磁场实现固液分离。具体地，所述重金属废水中所有重金属离子与亚铁盐的摩尔比为1：1～8。具体地，所述重金属废水中所有重金属离子与含巯基有机化合物的摩尔比为1：1～15。优选地，所述pH值为8。具体地，所述重金属为铜、镉、铅、镍中的一种或两种以上。优选地，所述混匀的方式为磁力搅拌，速度为200～400rpm/min。更优选地，所述混匀的方式为磁力搅拌，速度为300rpm/min。优选地，所述磁力搅拌的时间为2～3h。更优选地，所述磁力搅拌的时间为2h。优选地，所述外加磁场为普通磁铁。本专利技术直接将一定配比的亚铁盐和含巯基有机化合物投入含重金属废水中，采用原位合成的方法，在一定的搅拌条件下可以实现最佳的去除效果，将重金属捕集剂的制备以及重金属的去除二合一，工艺方便简单，在磁场下可实现固液分离，简便易操作，分离效果更好。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术将亚铁盐和含巯基有机化合物按一定配比投入含重金属废水，通过物理作用形成含巯基复合铁氧体重金属捕集剂，该材料不仅能与重金属离子高效络合，还能利用其磁性，实现固液分离，更巧妙的是，在制得磁性重金属捕集剂的同时，还与重金属离子发生了螯合作用，只需要一步反应即可完成重金属的净化步骤，工艺方便简单，反应条件温和，耗能小，重金属去除率高。附图说明图1是实施例1所得到磁性重金属捕集剂在含重金属废水处理后的SEM图。图2是实施例1所得到磁性重金属捕集剂对不同重金属废水(铬、铅、镍)重金属去除率的对比图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非另有说明，本专利技术实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。实施例1一种磁性重金属捕集剂，包括按照摩尔比为1：2的FeSO4与巯基乙酸钠制成。上述磁性重金属捕集剂在捕集重金属中的应用，包括如下步骤：取500mL预先配置的100mg/L的含铜废水(约为0.00078mol)，在常温25℃，pH＝8.0的条件下，将0.003molFeSO4和0.006mol巯基乙酸钠投加至含铜废水中，在磁力搅拌器，转速300rpm/min作用下反应2h，反应结束后将溶液静置一段时间待固液分层后，在普通磁铁作用下利用铁氧体磁性实现固液分离，上层清液用于测量重金属残留浓度。实施例2本实施例的磁性重金属捕集剂及其应用与实施例1相同，区别在于，将磁力搅拌器转速替换为200rpm/min。实施例3本实施例的磁性重金属捕集剂及其应用与实施例1相同，区别在于，将磁力搅拌器转速替换为400rpm/min。实施例4本实施例的磁性重金属捕集剂及其应用与实施例1相同，区别在于，将pH替换为9.0。实施例5本实施例的磁性重金属捕集剂及其应用与实施例1相同，区别在于，将pH替换为7.0。实施例6本实施例的磁性重金属捕集剂及其应用与实施例1相同，区别在于，将FeSO4和巯基乙酸钠摩尔比替换为1：1，投加0.003molFeSO4与0.003mol巯基乙酸钠。实施例7本实施例的磁性重金属捕集剂及其应用与实施例1相同，区别在于，将FeSO4和巯基乙酸钠摩尔比替换为1：3，投加0.003molFeSO4与0.009mol巯基乙酸钠。对比例1本对比例将实施例1的磁性重金属捕集剂替换为市售DTC类重金属捕集剂，其应用与实施例1相同。对比例2本对比例的磁性重金属捕集剂及其应用与实施例1相同，区别在于，将FeSO4和巯基乙酸钠摩尔比替换为2：3。对比例3本对比例的磁性重金属捕集剂及其应用与实施例1相同，区别在于，将pH替换为5。性能测试1、测试方法取上述固液分离后上层清液，用体积分数5％硝酸酸化后用ICP-OES检测，检测重金属(铜、铬、铅、镍)的残留量，计算重金属去除率：其中C0、Ct分别为初始重金属浓度、t时刻重金属浓度。2、测试结果表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性重金属捕集剂，其特征在于，包括按照摩尔比为1：1～3的亚铁盐与含巯基有机化合物制成，所述含巯基有机化合物为巯基乙酸钠。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性重金属捕集剂，其特征在于，包括按照摩尔比为1：1～3的亚铁盐与含巯基有机化合物制成，所述含巯基有机化合物为巯基乙酸钠。


2.根据权利要求1所述的磁性重金属捕集剂，其特征在于，所述亚铁盐与含巯基有机化合物的摩尔比为1：1～2。


3.根据权利要求1或2所述的磁性重金属捕集剂，其特征在于，所述的亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中的一种。


4.根据权利要求3所述的磁性重金属捕集剂，其特征在于，所述的亚铁盐为硫酸亚铁。


5.权利要求1～4任一项所述的磁性重金属捕集剂在捕集废水中重金属离子中的应用，其特征在于，包括如下步骤：
将磁性重金属捕集剂，投入待处理的重金...

【专利技术属性】
技术研发人员：何頔，杨正恒，刘芳，陈发源，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44