一种重金属离子吸附剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于重金属去除技术领域，具体涉及一种重金属离子吸附剂及其制备方法与应用。将可溶性的锌盐、可溶性的锰盐、可溶性镧盐和可溶性镱盐加入水中，混合均匀，得到复合溶液；配置碳酸盐与氢氧化物复合溶液；将所述复合溶液加入到所述碳酸盐与氢氧化物复合溶液中，搅拌均匀，然后进行陈化处理，离心取沉淀；洗涤，干燥，研磨过筛，得到镧和镱共改性的锌锰类水滑石；然后将上述水滑石加入到有机酸溶液中，调节pH＝3～5，100～120℃油浴中交换10～20h，之后，过滤、洗涤、干燥、即得有机酸插层的水滑石。通过上述方法制备的吸附剂具有较大的吸附容量，对重金属具有优异的吸附能力。对重金属具有优异的吸附能力。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属离子吸附剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于重金属去除
更具体地，涉及一种重金属离子吸附剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着我国工业化程度的不断提高，污染物的排放日趋增多，对生态环境和人体都会造成极大的危害。在各种有机和无机污染中，重金属对环境和人类危害最大。重金属不同于其他污染物，重金属具有富集性，几乎不能发生降解，在水体中只能发生各种形态的转化，即使微量的重金属也会随着生物链逐级富集进入生物体，一旦进入人体就不易排出体内而在肝脏等器官积累，对人体产生极大危害。
[0003]水滑石因为其特有的阴离子交换能力、高的比表面积、热稳定性以及廉价的特点，在多个领域得到了重要的应用，包括催化、医药、吸附。近年来，水滑石在吸附领域得到广泛的关注，处理水中重金属离子及一些有害的阴离子，水中含量超标的重金属离子不仅对环境造成破坏还严重危害人类的健康。常见有效去除水中重金属的方法包括絮凝、化学沉淀、膜过滤、溶剂萃取、离子交换和吸附，其中，吸附被认为是去除水中重金属最经济有效的方法。
[0004]Yiqiong Yang等研究镁铝铁类水滑石化合物对高氯酸盐的吸附，在研究初始溶液pH值对吸附剂吸附性能的影响时发现，在pH值为4～10的范围内，焙烧后的镁铝铁类水滑石化合物作为吸附剂对溶液的pH值具有很强的缓冲能力，使得最终溶液的pH值范围在11.26～11.55之间。Xin He等通过水热法合成铁(Fe
2+
)镁水滑石去除水中有毒Cr(VI)，研究发现在pH值为5时，Cr(VI)主要以HCr2O
72-存在，在pH值为7和10时，主要以CrO
42-存在，而CrO
42-的负电荷大于HCr2O
72-，所以，水滑石和CrO
42-的引力更大，因此，高pH值有利于Cr(
Ⅵ
)的去除。
[0005]然而上述对重金属的吸附容量比较低，而且对吸附条件要求比较苛刻，因而急需开发一种吸附容量大，使用范围广的重金属离子吸附剂。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服现有吸附剂吸附容量低的缺陷和不足，提供一种重金属离子吸附剂及其制备方法与应用。
[0007]本专利技术的目的是提供一种重金属吸附剂的制备方法，其是通过共沉淀法制备镧和镱共改性的锌锰类水滑石，然后通过有机酸改性得到重金属吸附剂。
[0008]本专利技术另一目的是提供一种重金属吸附剂，其为有机酸改性的镧和镱共改性的锌锰类水滑石。
[0009]本专利技术另一目的是提供一种重金属吸附剂的用途，是将其用于吸附废水中的重金属。
[0010]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0011]一种重金属离子吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0012](1)将可溶性的锌盐、可溶性的锰盐、可溶性镧盐和可溶性镱盐加入水中，混合均匀，得到复合溶液；
[0013](2)将可溶性的碳酸盐和可溶性的氢氧化物加入水中，混合均匀，得到碳酸盐与氢氧化物复合溶液；
[0014](3)将步骤(1)所述复合溶液加入步骤(2)所述碳酸盐与氢氧化物复合溶液中，搅拌均匀，然后进行陈化处理，离心取沉淀；
[0015](4)洗涤步骤(3)所述沉淀，干燥，研磨过筛，得到镧和镱共改性的锌锰类水滑石；
[0016](5)将上述水滑石加入到有机酸溶液中，调节pH＝3～5，100～120℃油浴中交换10～20h，之后，过滤、洗涤、干燥、即得金属离子吸附剂。
[0017]优选的，在步骤(1)中，所述锌盐为氯化锌、硝酸锌或醋酸锌；所述锰盐为氯化锰、硝酸锰或醋酸锰；所述镧盐为硝酸镧、氯化镧或醋酸镧；所述镱盐为硝酸镱、氯化镱或醋酸镱。
[0018]优选的，在步骤(1)中，所述锌盐、锰盐、镧盐和镱盐的摩尔比为:2～3:1：0.1～0.3；0.1～0.3。
[0019]优选的，在步骤(2)中，所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾；所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0020]优选的，在步骤(2)中，所述碳酸盐:所述氢氧化物的摩尔比为1:2。
[0021]优选的，在步骤(3)中，所述复合溶液采用滴加的方式加入所述碳酸盐与氢氧化物复合溶液中的，所述滴加的速率为0.1-3mL/min；所述搅拌的时间为2～4h；所述陈化处理的时间为20-30h。
[0022]优选的，在步骤(4)中，所述干燥的温度为80～100℃，干燥的时间为6-12h；所述过筛的筛孔大小为100-200目。
[0023]优选的，在步骤(5)中，所述有机酸为柠檬酸、草酸或抗坏血酸；所述有机酸与锰盐的摩尔比为1：2；所述干燥温度为80～100℃，干燥时间为6～12h。
[0024]基于上述所述的一种重金属离子吸附剂的制备方法制备的一种重金属离子吸附剂。
[0025]基于上述所述一种重金属离子吸附剂的用途，将所述重金属离子吸附剂用于吸附废水中的重金属离子。
[0026]本专利技术具有以下有益效果：
[0027](1)通过采用共沉淀法制备镧和镱共改性的锌锰类水滑石，利用镧和镱之间的协同作用，可现在提高吸附速率和吸附容量；
[0028](2)通过有机酸的改性，提高了锌锰类水滑石对重金属的吸附能力，进一步提高锌锰类水滑石的吸附容量。
[0029](3)本申请的制备方法简单，条件容易控制，制备的产品性能优异，更有利于工业化生产。
[0030]综上所述，本专利技术制备的一种重金属吸附剂，吸附容量大，吸附性能优异，是用于吸附重金属的理想材料。
具体实施方式
[0031]以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。
[0032]除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0033]实施例1
[0034]一种重金属离子吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0035](1)将25mmol硝酸锌、10mmol硝酸锰、2mmol硝酸镧和2mmol硝酸镱加入200mL水中，混合均匀，得到复合溶液；
[0036](2)将0.1mol碳酸钠和0.2mol氢氧化钠加入200mL水中，混合均匀，得到碳酸钠与氢氧化钠复合溶液；
[0037](3)将步骤(1)所述复合溶液采用滴加的方式滴加到加入步骤(2)所述碳酸钠与氢氧化钠复合溶液中，所述滴加的速率为2mL/min，搅拌3h，搅拌均匀，然后进行陈化25h，离心取沉淀；
[0038](4)洗涤步骤(3)所述沉淀，于90℃干燥9h，研磨过筛150目，得到镧和镱共改性的锌锰类水滑石；
[0039](5)将上述水滑石加入到100mL抗坏血酸溶液中，所述抗坏血酸的浓度为50mmol/L，调节pH＝4,110℃油浴中交换15h，之后，过滤、洗涤、于90℃干燥9h、即得重金属离子吸附剂。
[0040]实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：包括如下步骤：(1)将可溶性的锌盐、可溶性的锰盐、可溶性镧盐和可溶性镱盐加入水中，混合均匀，得到复合溶液；(2)将可溶性的碳酸盐和可溶性的氢氧化物加入水中，混合均匀，得到碳酸盐与氢氧化物复合溶液；(3)将步骤(1)所述复合溶液加入步骤(2)所述碳酸盐与氢氧化物复合溶液中，搅拌均匀，然后进行陈化处理，离心取沉淀；(4)洗涤步骤(3)所述沉淀，干燥，研磨过筛，得到镧和镱共改性的锌锰类水滑石；(5)将上述水滑石加入到有机酸溶液中，调节pH＝3～5，100～120℃油浴中交换10～20h，之后，过滤、洗涤、干燥、即得金属离子吸附剂。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：在步骤(1)中，所述锌盐为氯化锌、硝酸锌或醋酸锌；所述锰盐为氯化锰、硝酸锰或醋酸锰；所述镧盐为硝酸镧、氯化镧或醋酸镧；所述镱盐为硝酸镱、氯化镱或醋酸镱。3.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：在步骤(1)中，所述锌盐、锰盐、镧盐和镱盐的摩尔比为:2～3:1：0.1～0.3；0.1～0.3。4.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：在步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永红，
申请(专利权)人：广州绿然环保新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：