一种铅离子吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铅离子吸附剂及其制备方法，具体属于铅离子吸附剂领域。本发明专利技术所涉及的一种铅离子吸附剂，包括，海藻酸钠/改性石墨烯小球，该改性石墨烯的制备方法包括：将氧化石墨烯分散于去离子水中获得氧化石墨烯悬浮液，加入磷脂酰丝氨酸，在EDC和DMAP存在下，反应得改性石墨烯。本发明专利技术铅离子吸附剂的制备方法，将改性石墨烯与海藻酸钠分散于去离子水中，搅拌至形成均一的溶液，将混合溶液逐滴滴入氯化钙溶液中，形成的微球在氯化钙溶液中保留，过滤并用去离子水洗涤，干燥即得铅离子吸附剂。本发明专利技术铅离子吸附剂具有较大的比表面积、较佳的铅离子吸附能力；本发明专利技术铅离子吸附剂还能增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性，提高土壤质量。

【技术实现步骤摘要】
一种铅离子吸附剂及其制备方法
本专利技术属于铅离子吸附剂领域，具体涉及一种铅离子吸附剂及其制备方法。
技术介绍
铅是一种常见的有毒金属元素，对生态环境及人类健康危害严重。由于铅离子在自然界中只能转化、转移、稀释，不能被生物降解，因此各国均十分重视铅污染的治理。目前含铅废水主要来源于工业废水、城市垃圾与生活污水的排放。铅对动植物的生长存在严重危害，且铅离子能够长时间存在于土壤当中不易降解；并且铅的致毒浓度低，当人体血铅浓度超过0.3mg/L时，就会出现头晕等症状，长期存在人体中会影响人的骨骼及智力发育。目前对于铅离子的处理方法主要分为以下四种，电化学法、还原法、沉淀法和吸附法。电化学法，可以利用电化学反应器将废水中的铅离子还原出来，这种方法是可行性最高的工业化法，但是缺点是在铅离子浓度较低时无法使用。还原法，向含铅离子废水中加入还原剂，如亚铁离子、氮化钛、碳化硅等，使铅离子还原为铅单质从而去除，但去除效果不好。沉淀法，利用硫化钠等物质，与废水中的铅离子发生沉淀反应，从而达到去除铅离子的目的，缺点是硫化物也属于有害物质，易造成二次污染。在四种处理方法中，吸附法，作为一种非破坏性的物理技术，不仅成本低、操作简单、效率高，而且处理过程中无高毒代谢物产生，被认为是治理环境污染物技术中最具前景的手段之一。如何设计开发低成本、易合成的新型高效吸附剂并用于铅离子污染物的去除具有重要的研究价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能有效地提高氧化石墨烯比表面积和对重金属离子吸附能力的改性石墨烯的制备方法，同时，本专利技术改性方法还能使氧化石墨烯具有提高土壤质量的功能。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯分散于去离子水中获得氧化石墨烯悬浮液，加入磷脂酰丝氨酸，在EDC和DMAP存在下，搅拌反应，反应所得的产物经反复冲洗至pH接近中性，干燥即得改性石墨烯。本专利技术改性方法能够快速将磷脂酰丝氨酸接枝到氧化石墨烯表面，提高氧化石墨烯比表面积和对重金属离子吸附能力；同时，本专利技术改性方法还能使氧化石墨烯具有新的功能，比如增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性，提高土壤质量，这可能是因为本专利技术改性方法获得的改性石墨烯可以改善土壤微生物菌落及其活性。优选地，一种改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：按重量份计，将0.1-0.5份氧化石墨烯分散于100-200份去离子水中，超声分散获得氧化石墨烯悬浮液，加入1-2份磷脂酰丝氨酸，0.2-0.5份EDC和0.2-0.5份DMAP，搅拌反应8-15h，反应所得的产物经反复冲洗至pH接近中性，干燥即得改性石墨烯。本专利技术公开了一种上述制备方法获得的改性石墨烯。本专利技术改性石墨烯具有更大的比表面积，较高的重金属离子吸附能力，这是因为改性过程中磷脂酰丝氨酸的引入提供了更多的吸附位点；同时，本专利技术改性石墨烯还能增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性，提高土壤质量，最终促进植物的生长，这可能是因为本专利技术改性石墨烯可以改善土壤微生物菌落及其活性，进而增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性。本专利技术公开了上述改性石墨烯在制备重金属离子吸附材料中的用途。优选地，改性石墨烯在铅离子和/或镉离子吸附中的用途。本专利技术的另一个目的在于提供一种比表面积大、铅离子吸附能力佳，同时能增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性的铅离子吸附剂。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种铅离子吸附剂，包括，海藻酸钠/改性石墨烯小球。本专利技术铅离子吸附剂具有较大的比表面积、较佳的铅离子吸附能力；本专利技术铅离子吸附剂还能增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性，提高土壤质量。优选地，海藻酸钠为改性海藻酸钠，改性海藻酸钠通过海藻酸钠与蔗糖-6-磷酸酯反应获得。海藻酸钠经过蔗糖-6-磷酸酯酯化改性之后，制得的铅离子吸附剂表面具有更多更大的孔隙，使得铅离子吸附剂比表面积增加，有利于对铅离子的吸附；改性海藻酸钠使得铅离子吸附剂对镉离子的吸附能力增加；同时，改性海藻酸钠使得铅离子吸附剂使得铅离子吸附剂具有降低土壤容重的功能。更优选地，改性海藻酸钠的制备方法为：将海藻酸钠与蔗糖-6-磷酸酯分散于去离子水中，搅拌均匀，酯化反应结束后静置冷却至室温，即得改性海藻酸钠。更优选地，海藻酸钠与蔗糖-6-磷酸酯的质量比为1:1-3。更进一步优选地，改性海藻酸钠的制备方法为：按重量份计，将1份海藻酸钠与1-3份蔗糖-6-磷酸酯分散于20-50份去离子水中，搅拌均匀，用硫酸调节pH值至2-4，在40-50℃下酯化反应5-10h，反应结束后静置冷却至室温，即得改性海藻酸钠。优选地，一种铅离子吸附剂，包括，改性海藻酸钠/石墨烯小球。本专利技术公开了上述铅离子吸附剂在于含铅离子废水处理和/或含铅离子污染土壤修复中的用途。优选地，铅离子吸附剂在促进植物生长中的用途。本专利技术公开了一种上述铅离子吸附剂的制备方法，将改性石墨烯与海藻酸钠分散于去离子水中，搅拌至形成均一的溶液，之后将混合溶液逐滴滴入氯化钙溶液中，形成的微球在氯化钙溶液中保留，过滤并用去离子水洗涤，干燥即得铅离子吸附剂。优选地，改性石墨烯、海藻酸钠与去离子水的重量量比为0.1:0.8-1.5:100-200。优选地，氯化钙溶液的浓度为2-7wt％。优选地，一种上述铅离子吸附剂的制备方法，按重量份计，将0.1份改性石墨烯与0.8-1.5份海藻酸钠分散于40-80份去离子水中，搅拌至形成均一的溶液，之后将混合溶液逐滴滴入200-500份2-7wt％氯化钙溶液中，形成的微球在氯化钙溶液中保留30-60min后，过滤并用去离子水洗涤，干燥即得铅离子吸附剂。本专利技术由于采用了磷脂酰丝氨酸对氧化石墨烯进行改性，因而具有如下有益效果：本专利技术氧化石墨烯改性方法能够快速将磷脂酰丝氨酸接枝到氧化石墨烯表面，提高氧化石墨烯比表面积和对重金属离子吸附能力；同时，本专利技术改性方法还能使氧化石墨烯具有新的功能，比如增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性，提高土壤质量。因此，本专利技术是一种能有效地提高氧化石墨烯比表面积和对重金属离子吸附能力的改性石墨烯的制备方法，所得氧化石墨烯具有提高土壤质量的功能。本专利技术由于采用了改性石墨烯制备铅离子吸附剂，因而具有如下有益效果：本专利技术铅离子吸附剂具有较大的比表面积、较佳的铅离子吸附能力；本专利技术铅离子吸附剂还能增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性，提高土壤质量。因此，本专利技术是一种比表面积大、铅离子吸附能力佳，同时能增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性的铅离子吸附剂。本专利技术由于采用了蔗糖-6-磷酸酯酯化改性海藻酸钠制备铅离子吸附剂，因而具有如下有益效果：本专利技术铅离子吸附剂表面具有更多更大的孔隙，使得铅离子吸附剂比表面积增加，有利于对铅离子的吸附；改性海藻酸钠使得铅离子吸附剂对镉离子的吸附能力增加；同时，改性海藻酸钠使得铅离子吸附剂具有降低土壤容重的功能。附图说明图1为改性石墨烯和氧化石墨烯的红外光谱图；图2为泥浆中铅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：/n将氧化石墨烯分散于去离子水中获得氧化石墨烯悬浮液，加入磷脂酰丝氨酸，在EDC和DMAP存在下，搅拌反应，反应所得的产物经反复冲洗至pH接近中性，干燥即得改性石墨烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
将氧化石墨烯分散于去离子水中获得氧化石墨烯悬浮液，加入磷脂酰丝氨酸，在EDC和DMAP存在下，搅拌反应，反应所得的产物经反复冲洗至pH接近中性，干燥即得改性石墨烯。


2.一种权利要求1所述的制备方法获得的改性石墨烯。


3.权利要求2所述的改性石墨烯在制备重金属离子吸附材料中的用途。


4.一种铅离子吸附剂，包括，海藻酸钠/权利要求2所述的改性石墨烯小球。


5.根据权利要求4所述的一种铅离子吸附剂，其特征在于，所述海藻酸钠为改性海藻酸钠，所述改性海藻酸钠通过海藻酸钠与蔗糖-6-磷酸酯反应获得。


6.根据权利要求5所述的一种铅离子吸附剂，其特征在于，所述改性海藻酸钠的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：金华市敬企科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33