專利名稱：一種去除水中重金屬離子的天然吸附劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水處理技術及應用，尤其涉及一種去除水中重金屬離子的天然吸附
劑及其制備方法和應用。
背景技術：
隨著社會的發(fā)展尤其是工業(yè)化進程的加快，隨之而來的一個嚴峻問題是越來越 多的重金屬通過工業(yè)污水、大氣沉降等各種途徑進入天然水體中，天然水體受到不同程 度的重金屬污染。重金屬由于自身不能被自然降解，進而易通過食物鏈進入人體，嚴重 危害人類健康，因此水體中的重金屬污染越來越引起人們的注意。 傳統(tǒng)的重金屬污染廢水處理技術包括沉淀法、離子交換法、電化學法和活性炭 吸附法等。這些方法投資成本高，操作管理麻煩，并且存在二次污染，不能很好的解決 金屬和水資源再利用等問題。近年來，國內外都開始關注用天然礦物或生物質作為吸附 劑處理重金屬廢水，目前已經開發(fā)研究的這類吸附材料很多，如沸石、粘土、膨潤土、 高嶺土、粉煤灰、泥煤以及農業(yè)副產品等，但其效果仍不盡人意。因此，尋求高效廉價 的吸附材料一直是人們研究的目標之一。 在眾多的海產品中，貝類海產品以其味美價廉，營養(yǎng)豐富而受到人們的喜愛， 但與此同時棄置的貝殼卻堆積如山成為垃圾，這不僅對環(huán)境造成極大污染的同時也造成 資源的浪費。貝殼中主要成分是CaC03，另含少量有機物及微量元素Zn、 Mg、 P、 Si、 Fe、 K等。目前，貝殼一般被磨成粗粉，作為飼料添加劑、肥料和肥料添加劑。近幾 年，隨著人們對貝殼結構和成分的進一步認識，開始利用其制作生物藥品、護膚品、涂 料、除菌材料(發(fā)明專利號200610122457.5)和脫硫劑(張雷，貝殼類新型鈣基脫硫劑的 試驗研究，2003)等。但利用其優(yōu)良的孔隙結構制備重金屬離子吸附材料的想法還未見報 道。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種去除水中重金屬離子的天然吸附劑的制 備方法及應用。 本發(fā)明的一種去除水中重金屬離子的天然吸附劑，是貝類生物的外殼經粉碎、 研磨的粉末狀吸附劑。 所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的制備方法，其特征在于，由貝類生 物的外殼經粉碎、研磨制成。 所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的制備方法，包括如下步驟 l)收集廢棄的海洋貝類生物的外殼，直接用清水除去貝殼表面的污垢(污泥和附
生物)和殘余的腐肉； 2)將清洗干凈的貝殼在80 90下烘干12小時，再經破碎機進行初步破碎，最后用球磨機對其進行粉碎、研磨，控制粒徑為200 400目，得到天然貝殼粉吸附劑；
所述的貝殼包括蟶子、青蛤、文蛤、牡蠣、貽貝、扇貝和河蚌中的一種或一種 以上混合使用。 所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的應用，將所述的吸附劑直接播撒在 受重金屬污染的水體中或將貝殼粉吸附劑填裝在透水性好的袋子中，然后放入受污染的 水體中。 作為吸附劑用于河水、地下水、海水、湖泊以及工業(yè)廢水水體中重金屬離子的 去除。 所述的貝殼包括蟶子殼、青蛤殼、文蛤殼、牡蠣殼、貽貝殼、扇貝殼和河蚌 殼中的一種或一種以上混合使用；所述的水中的重金屬離子包括鉛離子、鎘離子等。
本發(fā)明是根據貝殼具優(yōu)良的孔隙結構且可與金屬離子發(fā)生離子交換和表面沉淀 的性質，將其制成粉末狀的天然吸附劑。本發(fā)明的貝殼粉吸附劑，作為高效經濟的天然 吸附材料，適用于去除各類受污染水體如河水、地下水、海水、湖泊及工業(yè)廢水中所含 的鉛離子、鎘離子。
本發(fā)明以貝殼為原料制備的天然吸附劑具有如下特點 l)吸附能力強對鉛離子的吸附容量可達到666.7mg/g，對鎘離子的吸附容量可 達到222.2mg/g，吸附容量遠高于目前常用的各類吸附劑。 2)制備簡單只需將貝殼清洗干凈，再經物理破碎和研磨的方法加工成合適粒 徑的粉末。 3)經濟環(huán)保貝殼來源充足，價格低廉，有利于大量生產，而且應用貝殼粉吸 附劑可以減輕貝殼對環(huán)境造成的污染問題。 4)環(huán)境友好制備和使用過程中不需要加入任何有機溶劑，且貝殼為天然物 質，生態(tài)風險小。


圖1本發(fā)明吸附劑對鉛離子的吸附等溫線；
圖2本發(fā)明吸附劑對鎘離子的吸附等溫線。
具體實施方式

實施例1 1)貝殼清洗用清水除去貝殼表面的污垢(污泥和附生物)和殘余的腐肉；
2)低溫烘干將清洗干凈的貝殼在80 9(TC下烘干12小時；
3)粗粉碎采用破碎機對已烘干的貝殼進行初步破碎； 4)細粉碎將經粗粉碎的貝殼用球磨機粉碎、研磨，控制粒徑為200 400目，
得到貝殼粉吸附劑。 實施例2 將鉛離子濃度分別為50 500mg/l的水溶液作為被處理水。將被處理水的pH 調整到5.3±0.1。將0.06g制備好的貝殼粉吸附劑加到200mL的該被處理水中，在25°C 下振蕩24h(吸附達到平衡)。根據平衡后被處理水中的鉛離子濃度計算得到此條件下鉛3/3頁
離子的最高吸附量可達555.6mg/g(附圖1)。
實施例3 : 將鎘離子濃度分別為10 300mg/L的水溶液作為被處理水。將被處理水的pH 調整到5.3±0.1。將0.06g制備好的貝殼粉吸附劑加到lOOmL的該被處理水中，在25°C 下振蕩24h(吸附達到平衡)。根據平衡后被處理水中的鎘離子濃度計算得到此條件下鎘 離子的最高吸附量可達204.1mg/g(附圖2)。
實施例4 : 改變實施例2中溫度為4(TC，其余條件同實施例2。鉛離子的最高吸附量可達 666.7mg/g(附圖1)。
實施例5 : 改變實施例3中溫度為40°C，其余條件同實施例3。鎘離子的最高吸附量可達
204.1mg/g(附圖2)。 實施例6 : 改變實施例2中溫度為55°C，其余條件同實施例2。鉛離子的最高吸附量可達 666.7mg/g(附圖1)。
實施例7 : 改變實施例3中溫度為55°C，其余條件同實施例3。鎘離子的最高吸附量可達 222.2mg/g(附圖2)。
權利要求
-種去除水中重金屬離子的天然吸附劑，其特征在于，是貝類生物的外殼經粉碎、研磨的粉末狀吸附劑。
2. —種權利要求1所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的制備方法，其特征在 于，由貝類生物的外殼經粉碎、研磨制成。
3. 如權利要求2所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的制備方法，包括如下步驟1) 收集廢棄的海洋貝類生物的外殼，直接用清水除去貝殼表面的污垢和殘余的腐肉；2) 將清洗干凈的貝殼在80 9(TC下烘干12小時，再經破碎機進行初步破碎，最后 用球磨機對其進行粉碎、研磨，控制粒徑為200 400目，得到天然貝殼粉吸附劑。
4. 如權利要求2所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的制備方法，其特征在于， 所述的貝殼包括蟶子殼、青蛤殼、文蛤殼、牡蠣殼、貽貝殼、扇貝殼和河蚌殼中的一種 或一種以上混合使用。
5. —種權利要求1或2所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的應用，其特征在 于，將所述的吸附劑直接播撒在受重金屬污染的水體中或將貝殼粉吸附劑填裝在透水性 好的袋子中，然后放入受污染的水體中。
6. 如權利要求5所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的應用，其特征在于，該吸 附劑用于去除水中鉛離子、鎘離子重金屬離子。
7. 如權利要求5所述的去除水中重金屬離子的天然吸附劑的應用，其特征在于，該吸 附劑用于河水、地下水、海水、湖泊以及工業(yè)廢水水體中重金屬離子的去除。
全文摘要
本發(fā)明一種去除水中重金屬離子的天然吸附劑及其制備方法和應用，涉及水處理技術及應用。本發(fā)明去除水中重金屬離子的天然吸附劑的制備方法及應用包括如下步驟清洗貝殼，除去表面的污垢和殘余的腐肉；將清洗干凈的貝殼烘干，再經破碎機進行初步破碎，最后用球磨機對其進行粉碎、研磨，得到貝殼粉吸附劑。本發(fā)明以貝殼為原料制備的天然吸附劑具有如下特點吸附能力強、經濟環(huán)保，貝殼來源充足、環(huán)境友好。
文檔編號C02F101/20GK101690882SQ20091007079
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權日2009年10月14日
發(fā)明者杜洋, 祝凌燕 申請人:南開大學