一种污水重金属离子吸附剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及环保技术领域，尤其设及一种污水重金属离子吸附剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在我国经济和工业技术的快速发展过程中，带来的环境问题越来越受到重视，污 水处理材料已经成为污水处理技术中的重要组成部分，同样受到各个领域的关注；而目前 用于污水处理的种类缺乏，大大限制了污水处理材料的选择，因此，开发一种适用于污水处 理的具有对废水中重金属离子吸附效率好，吸附量大，力学性能优异的吸附材料，对丰富污 水处理材料，促进污水处理的发展具有重要意义。
【发明内容】
[0003] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种污水重金属离子吸附剂及其 制备方法。
[0004] 本发明是通过W下技术方案实现的： 一种污水重金属离子吸附剂，由下列重量份的原料制成:松树皮200-300、硫化锋4-8、 硫化铁5-7、二甲氧基琉基丙締基硅烷10-20、娃澡上50-60、石墨締纳米层/Mn02复合物5-10、壳聚糖-石墨締复合材料6-12、乙二醇20-40、盐酸10-20、十六烷基S甲基漠化锭10-14、 去离子水400-500。
[0005] 优化的，一种污水重金属离子吸附剂，由下列重量份的原料制成:松树皮250、硫化 锋6、硫化铁6、S甲氧基琉基丙締基硅烷15、娃藻±55、石墨締纳米层/Mn02复合物8、壳聚 糖-石墨締复合材料9、乙二醇30、盐酸15、十六烷基=甲基漠化锭12、去离子水450。
[0006] 优化的，还包括交联累托石6-12重量份。
[0007] 优化的，还包括括膨润±6-12重量份。
[000引上述的污水重金属离子吸附剂的制备方法，包括W下步骤： 步骤1:将松树皮置入烙炉中炭化，碳化溫度800-1000°C，炭化时间20-30min; 步骤2:往烙炉中通入氮气至烙炉内氧气含量少于4(K)ppm，降至室溫备用； 步骤3:将步骤2得到的炭化后的松树皮进行研磨粉碎，600目过筛； 步骤4:对步骤3得到的炭化粉末进行蒸汽激活，炭化粉末中均匀通过含有5%-氧化碳 的二氧化碳气体20min; 步骤5:将娃藻±、石墨締纳米层/Mn02复合物和壳聚糖-石墨締复合材料干燥后进行研 磨粉碎，600目过筛，过筛后与步骤4所得活化松树皮炭化粉末混合，揽拌均匀备用； 步骤6:将硫化铁和硫化锋加入去离子水中，磁力揽拌30min; 步骤7:将步骤5得到的混合物加入步骤6得到的混合溶液中，超声振荡30min后过滤，过 滤物在室溫下干燥备用； 步骤8:在乙二醇中加入=甲氧基琉基丙締基硅烷，一边揽拌一边加入盐酸，超声处理 20min； 步骤9:将步骤8得到的混合液加入十六烷基=甲基漠化锭，一边揽拌一边加入步骤7所 得干燥物，磁力揽拌30min，在80°C下水浴加热冷凝回流5-化，反应物降至室溫后洗涂分离 出固体于20°C下真空干燥24h，既得污水重金属离子吸附剂。
[0009] 上述步骤5还可W为：将娃藻±、交联累托石、石墨締纳米层/Mn02复合物和壳聚 糖-石墨締复合材料干燥后进行研磨粉碎，600目过筛，过筛后与步骤4所得活化松树皮炭化 粉末混合，揽拌均匀备用。
[0010] 上述步骤5还可W为:将娃藻±、膨润±、石墨締纳米层/Mn02复合物和壳聚糖-石 墨締复合材料干燥后进行研磨粉碎，600目过筛，过筛后与步骤4所得活化松树皮炭化粉末 混合，揽拌均匀备用。
[0011] 石墨締纳米层(GNS)/Mn02复合物(GNS/Mn02)在去除污水中的重金属离子效果好， 去除废水中Ni化、Pb化和Cu化S种重金属离子的效果更佳，GNS作为载体，增大了吸附剂的 比表面积，Mn02起主要的吸附作用，5次重复使用之后，GNS/Mn02的吸附能力还能恢复到 91%，有很好的再生能力。
[0012] 壳聚糖-石墨締复合材料具有较大的比表面积和独特的介孔结构，壳聚糖-石墨締 复合材料的双倍螺旋结构、壳聚糖和石墨締之间的静电作用、氨键作用和范德华力都增强 了对金属离子的去除能力。
[0013] 交联累托石是利用累托石粘±的阳离子交换性能，选择交联剂如聚合径基金属阳 离子或者氧化物等，使累托石粘±可膨胀间层被交联剂柱撑开而获得更大的层间距，改善 天然累托石的性能。交联累托石结构稳定，不发生膨胀，具有较大的比表面积、离子交换容 量和微孔孔径而且具有热稳定性好、表面酸性强等特点，吸附能力增大70% W上，具有较大 的层厚度，是一种性能优异的催化剂和吸附剂。
[0014]膨润 ±(bentonite)是一种 W 蒙脱石(111〇]11：1]1〇1'；[110]1；[16)为主要成分的粘±矿物。 其化学成分为侣娃酸盐，化学式为A1203 ? 4Si02 ? 3H20。微观结构的单位晶胞由两个Si20 四面体晶片和它们之间夹着的一个A120或A120H八面体晶片组成，膨润±具有较强的吸附 性和离子交换性。
[0015] 本发明的优点是:本发明松树皮来源广泛，成本较低，采用分子筛载体进行离子交 换，不会造成二次污染，并加入了石墨締纳米层/Mn02复合物、壳聚糖-石墨締复合材料、交 联累托石和膨润±，进一步提升了重金属离子的吸附效果，本发明对于液相的重金属W及 重金属离子有良好的去除效果。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1: 一种污水重金属离子吸附剂，由下列重量份的原料制成:松树皮200、硫化锋4、硫化铁 5、S甲氧基琉基丙締基硅烷10、娃藻±50、石墨締纳米层/Mn02复合物5、壳聚糖-石墨締复 合材料6、乙二醇20、盐酸10、十六烷基=甲基漠化锭10、去离子水400。
[0017] 所述的污水重金属离子吸附剂的制备方法，包括W下步骤： 步骤1:将松树皮置入烙炉中炭化，碳化溫度800°C，炭化时间20min; 步骤2:往烙炉中通入氮气至烙炉内氧气含量少于4(K)ppm，降至室溫备用； 步骤3:将步骤2得到的炭化后的松树皮进行研磨粉碎，600目过筛； 步骤4:对步骤3得到的炭化粉末进行蒸汽激活，炭化粉末中均匀通过含有5%-氧化碳 的二氧化碳气体20min; 步骤5:将娃藻±、石墨締纳米层/Mn02复合物和壳聚糖-石墨締复合材料干燥后进行研 磨粉碎，600目过筛，过筛后与步骤4所得活化松树皮炭化粉末混合，揽拌均匀备用； 步骤6:将硫化铁和硫化锋加入去离子水中，磁力揽拌30min; 步骤7:将步骤5得到的混合物加入步骤6得到的混合溶液中，超声振荡30min后过滤，过 滤物在室溫下干燥备用； 步骤8:在乙二醇中加入=甲氧基琉基丙締基硅烷，一边揽拌一边加入盐酸，超声处理 20min； 步骤9:将步骤8得到的混合液加入十六烷基=甲基漠化锭，一边揽拌一边加入步骤7所 得干燥物，磁力揽拌30min，在80°C下水浴加热冷凝回流化，反应物降至室溫后洗涂分离出 固体于20°C下真空干燥2地，既得污水重金属离子吸附剂A。
[001引实施例2: 一种污水重金属离子吸附剂，由下列重量份的原料制成:松树皮300、硫化锋8、硫化铁 7、=甲氧基琉基丙締基硅烷20、娃藻±60、石墨締纳米层/Mn02复合物10、壳聚糖-石墨締复 合材料12、乙二醇40、盐酸20、十六烷基=甲基漠化锭14、去离子水500。
[0019] 所述的污水重金属离子吸附剂的制备方法，包括W下步骤： 步骤1:将松树皮置入烙炉中炭化，碳化溫度1000 °C，炭化时间30min; 步骤2:往烙炉中通入氮气至烙炉内氧气含量少于4(K)ppm，降至室溫备用； 步骤3:将步骤2得到的炭化后的松树皮进行研磨粉碎，600目过筛； 步骤4:对步骤3得到的炭化粉末进行蒸汽激活，炭化粉末中均匀通过含有5%-氧化碳 的二氧化碳气体20min; 步骤5:将娃藻±、石墨締纳米层/Mn02复合物和壳聚糖-石墨締复合材料干燥后进行研 磨粉碎，600目过筛，过筛后与步骤4所得活化松树皮炭化粉末混合，揽拌均匀备用； 步骤6:将硫化铁和硫化锋加入去离子水中，磁力揽拌30min; 步骤7:将步骤5得到的混合物加入步骤6得到的混合溶液中，超声振荡30min后过滤，过 滤物在室溫下干燥备用； 步骤8:在乙二醇中加入=甲氧基琉基丙締基硅烷，一边揽拌一边加入盐酸，超声处理 20min； 步骤9:将步骤8得到的混合液加入十六烷基=甲基漠化锭，一边揽拌一边加入步骤7所 得干燥物，磁力揽拌30min，在80°C下水浴加热冷凝回流化，反应物降至室溫后洗涂分离出 固体于20°C下真空干燥2地，既得污水重金属离子吸附剂B。
[0020] 实施例3: 一种污水重金属离子吸附剂，由下列重量份的原料制成:松树皮250、硫化锋6、硫化铁 6、S甲氧基琉基丙締基硅烷15、娃藻±55、石墨締纳米层/Mn02复合物8、壳聚糖-石墨締复 合材料9、乙二醇30、盐酸15、十六烷基=甲基漠化锭12、去离子水450。
[0021] 所述的污水重金属离子吸附剂的制备方法，包括W下步骤