一种用于脱除废水中重金属的炭基材料吸附剂，其特征在于炭基材料吸附剂是由炭基材料和柠檬酸钠改性组分组成，其重量百分比组成为：炭基材料98.2-99.8%，柠檬酸钠0.2-1.8%，其中炭基材料的比表面积为800-1200m2/g、总孔容为0.5-0.7cm3/g、平均孔径为和2-4nm。本发明专利技术具有制备过程简单、不会造成二次污染且能够高效脱除废水中重金属的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种用于脱除废水中重金属的炭基材料吸附剂及制备方法和应用，具体涉及一种用于脱除废水中重金属的炭基材料吸附剂及制备方法和应用。
技术介绍
近年来随着工业的迅猛发展，水污染问题逐渐成为社会各界关注的焦点。工业废水中含有大量的重金属离子，直接排入水域后，通过食物链的富集，对生命健康等造成不可逆转的伤害。目前重金属废水的处理方法有多种，炭基材料吸附法以其操作简单、处理高效等优势，在这一领域的应用最为广泛。然而，该方法虽简单高效，但须消耗大量的炭基材料，使得污水处理的经济成本巨大。我国是世界上活性炭年生产量最大的国家，其中35%以上被用于污水处理。表面改性是改善炭基材料吸附性能的有效方法，目前国内外对炭基材料表面改性的传统方法是将其进行硝酸氧化处理，然而这一改性方法存在着明显的缺点处 理过程复杂、硝酸氧化炭的反应生成NO和NO2，造成二次污染，且处理过程本身所需要的成本较高。为降低重金属废水的处理成本，寻找一种制备过程简单、成本较低且不会造成二次污染的新型水处理剂是很有必要的。经检索，未发现柠檬酸钠担载的炭基材料用于脱除废水中重金属离子的文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备过程简单、不会造成二次污染且能够高效脱除废水中重金属的炭基材料吸附剂及制法和应用。本专利技术的炭基材料吸附剂是由炭基材料和柠檬酸钠改性组分组成，其重量百分比组成为炭基材料98. 2-99. 8%，柠檬酸钠O. 2-1. 8%，其中炭基材料的比表面积为800-1200m2/g、总孔容为 O. 5-0. 7cm3/g、平均孔径为和 2_4nm。本专利技术的制备方法如下 (1)将市售炭基材料研磨或剪切，筛分，取粒径范围在30-60目的炭基材料，用去离子水冲洗，干燥得到炭基材料载体； (2)将柠檬酸钠配制成溶液，采用等体积法浸溃步骤(I)制得的炭基材料载体，然后用去离子水洗涤至中性，100-120°C下干燥12-24h得到炭基材料吸附剂。本专利技术的炭基材料吸附剂的应用方法是将该炭基材料吸附剂装入吸附池中，含重金属废水成批通入反应池，温度控制在20-40°C左右，搅拌速率为100-200rpm，吸附时间1.5-3h。重金属的脱除率可达70-98%。如上所述的市售炭基材料为活性炭、活性焦或活性炭纤维，其中活性炭包括煤基活性炭或椰壳活性炭，比表面积为800-1200m2/g、总孔容为O. 5-0. 7cm3/g、平均孔径为2-4nm。如上所述的重金属为Cu2+或Pb2+。本专利技术具有如下优点I.对重金属离子的脱除率高。2.制备过程简单，成本低，且不会造成二次污染。3.可用于工业废水的深度处理，尤其适用于冶金、电镀和电池制造等工业废水的处理。具体实施例方式实施例I : I.制备炭基材料载体 将市售煤基活性炭(比表面积为800-1000m2/g、总孔容为O. 5-0. 6cm3/g、平均孔径为和2-3nm)研磨，筛分，取粒径范围在30-60目的颗粒活性炭，用去离子水冲洗，干燥。2.制备炭基材料吸附剂及应用 配制质量分数为5%的柠檬酸钠溶液，采用等体积法浸溃上述炭基材料载体，搅拌O.5h，室温静置ld，冲洗，100°C干燥12h，得到柠檬酸钠含量为O. 2% (重量百分比)的炭基材料吸附剂。取O. 6g该炭基材料吸附剂放入吸附池(容积为250ml)中，加入Cu2+浓度为IOOppm的模拟废水100ml，控制温度在20°C，振荡速率为lOOrpm，吸附2h后过滤，取上清液使用原子吸收分光光度计测定滤液中的Cu2+的浓度。在该操作条件下Cu2+的脱除率可达76. 1%。实施例2: 配制质量分数为10%的柠檬酸钠溶液，采用等体积法浸溃上述炭基材料载体(炭基材料载体的制备同实施例1)，搅拌O. 5h，室温静置ld，110°C干燥18h，得到柠檬酸钠含量为0.7wt%的炭基材料吸附剂。取O. 6g该炭基材料吸附剂放入吸附池(容积为250ml)中，加入Cu2+浓度为IOOppm的模拟废水100ml，控制温度在20°C，振荡速率为150rpm，吸附2. 5h后过滤，取上清液使用原子吸收分光光度计测定滤液中的Cu2+的浓度。在该操作条件下Cu2+的脱除率可达89. 6%。实施例3: 配制质量分数为15%的柠檬酸钠溶液，采用等体积法浸溃上述炭基材料载体(炭基材料载体的制备同实施例I)，搅拌O. 5h，室温静置ld，110°C干燥24h，得到柠檬酸钠含量为1.lwt%的炭基材料吸附剂。取O. 6g该炭基材料吸附剂放入吸附池(容积为250ml)中，加入Cu2+浓度为IOOppm的模拟废水100ml，控制温度在30°C，振荡速率为150rpm，吸附2. 5h后过滤，取上清液使用原子吸收分光光度计测定滤液中的Cu2+的浓度。在该操作条件下Cu2+的脱除率可达97. 9%。实施例4: 配制质量分数为20%的柠檬酸钠溶液，采用等体积法浸溃上述炭基材料载体(炭基材料载体的制备同实施例1)，搅拌O. 5h，室温静置ld，120°C干燥24h，得到柠檬酸钠含量为I. 5 wt%的炭基材料吸附剂。取O. 6g该炭基材料吸附剂放入吸附池(容积为250ml)中，力口入Cu2+浓度为IOOppm的模拟废水100ml，控制温度在30°C，振荡速率为200rpm，吸附2. 5h后过滤，取上清液使用原子吸收分光光度计测定滤液中的Cu2+的浓度。在该操作条件下Cu2+的脱除率可达93. 2%。实施例5:配制质量分数为25%的柠檬酸钠溶液，采用等体积法浸溃上述炭基材料载体(炭基材料载体的制备同实施例1)，搅拌O. 5h，室温静置ld，110°C干燥12h，得到柠檬酸钠含量为I. 8 wt%的炭基材料吸附剂。取O. 6g该炭基材料吸附剂放入吸附池(容积为250ml)中，力口入Cu2+浓度为IOOppm的模拟废水100ml，控制温度在40°C，振荡速率为200rpm，吸附3h后过滤，取上清液使用原子吸收分光光度计测定滤液中的Cu2+的浓度。在该操作条件下Cu2+的脱除率可达91. 5%。实施例6: 配制质量分数为5%的柠檬酸钠溶液，采用等体积法浸溃上述炭基材料载体(炭基材料载体的制备同实施例I)，搅拌O. 5h，室温静置ld，100°C干燥12h，得到柠檬酸钠含量为O. 2wt%的炭基材料吸附剂。取O. 6g该炭基材料吸附剂放入吸附池(容积为250ml)中，加入Pb2+浓度为IOOppm的模拟废水100ml，控制温度在20°C，振荡速率为lOOrpm，吸附2h后过滤，取上清液使用原子吸收分光光度计测定滤液中的铜离子的浓度。在该操作条件下Pb2+的脱除率可达70. 5%。 实施例7 配制质量分数为10%的柠檬酸钠溶液，采用等体积法浸溃上述炭基材料载体(炭基材料载体的制备同实施例1)，搅拌O. 5h，室温静置ld，110°C干燥18h，得到柠檬酸钠含量为0.7 wt%的炭基材料吸附剂。取O. 6g该炭基材料吸附剂放入吸附池(容积为250ml)中，力口入Pb2+浓度为IOOppm的模拟废水100ml，控制温度在20°C，振荡速率为150rpm，吸附2. 5h后过滤，取上清液使用原子吸收分光光度计测定滤液中的Pb2+的浓度。在该操作条件下Pb2+的脱除率可达81. 7%。实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于脱除废水中重金属的炭基材料吸附剂，其特征在于炭基材料吸附剂是由炭基材料和柠檬酸钠改性组分组成，其重量百分比组成为：炭基材料98.2?99.8%，柠檬酸钠0.2?1.8%，其中炭基材料的比表面积为800?1200m2/g、总孔容为0.5?0.7cm3/g、平均孔径为和2?4nm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄张根，仲凯凯，韩小金，张晓航，张昌鸣，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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