一種處理水中重金屬銅污染的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水中重金屬銅污染的處理技術(shù)。本發(fā)明利用螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料具有均一有序的孔道、可調(diào)節(jié)的孔徑、較大的比表面積以及良好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，將其投入到含重金屬銅的水溶液中，利用螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料選擇性吸附水溶液中的重金屬銅，分離吸附有重金屬銅的吸附材料即可脫除水溶液中的重金屬銅。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、去除效率高、成本低、安全性好、可重復(fù)使用、不引起二次污染等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)清除水中的重金屬銅具有重要意義，在污水處理、凈化飲用水等資源環(huán)境領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種處理水中重金屬銅污染的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種脫除水溶液中重金屬銅離子的方法，屬于污染修復(fù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]銅既是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需微量元素，又是植物多種氧化酶的組成成分。植物缺銅，葉片容易缺綠，并從葉尖開始而且作物不能正常結(jié)實(shí)。銅是動(dòng)物正常生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素，若食物缺銅，家畜易致“嗜異癖”的疾病。但同時(shí)銅也是需要控制的土壤重金屬元素之一。過(guò)量的銅會(huì)使作物光合作用減弱，枝葉褪綠，根系生長(zhǎng)受阻，產(chǎn)量下降。近幾十年來(lái)，礦山開發(fā)、工業(yè)三廢對(duì)土壤的污染、城市垃圾處理、污肥和含銅農(nóng)藥如波爾多液的廣泛使用，都會(huì)造成土壤中銅的含銅增加，以致成為次生污染。這些污染物的排放已經(jīng)造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，并長(zhǎng)期殘留于環(huán)境中，通過(guò)地球化學(xué)過(guò)程污染地下水，通過(guò)生物地球化學(xué)過(guò)程污染整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，特別是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)食物鏈危害動(dòng)物與人類的健康。因此研究重金屬銅的吸附和解吸特性，對(duì)重金屬污染的防治與修復(fù)具有重要意義。
[0003]螯合樹脂作為一種新型的功能高分子材料，具有吸附容量大、吸附選擇性好、種類多等優(yōu)點(diǎn)，是一類極具應(yīng)用前景的吸附分離材料。學(xué)者們可以通過(guò)改變其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的方法制備出新的螯合樹脂，使其在吸附分離方向展現(xiàn)出了廣闊的研究前景。其中含N、S元素的螯合樹脂對(duì)水溶液中貴重金屬離子具有較高的吸附容量和較好的吸附選擇性。介孔氧化硅材料具有均一有序的孔道、可調(diào)節(jié)的孔徑、較大的比表面積以及良好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，在催化領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著的成果，而其在吸附分離中的應(yīng)用也展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。
[0004]本發(fā)明利用螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料對(duì)重金屬銅良好的吸附性和其本身的沉淀效果，從含重金屬銅水溶液中脫除重金屬銅離子。螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料經(jīng)水熱合成技術(shù)而制備，得到干燥的、耐運(yùn)輸、易保藏的固體。投入到含一定濃度重金屬銅離子的溶液，控制工藝條件脫除重金屬重金屬銅，為含重金屬銅污水處理提供一種方法。
[0005]目前未見采用螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料脫除水溶液中重金屬銅離子的專利方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于有效脫除水溶液中重金屬銅離子的方法。
[0007]基于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種處理水中重金屬銅污染的方法，其特征在于螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料的制備以及脫除水溶液中重金屬銅的方法，其步驟是:
(1)含重金屬銅的溶液經(jīng)過(guò)濾后引入反應(yīng)器，調(diào)節(jié)溶液PH在I~8;
(2)調(diào)節(jié)溶液溫度處于2~60°C;
(3)調(diào)節(jié)含重金屬銅的溶液中銅濃度為〈1000mg/L，
(4)將合成的螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y，其中X為有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比，y為有機(jī)物中三聚氰胺與硫脲的摩爾比，有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比為1:1~20:1，三聚氰胺與硫脲的摩爾比為10:1~1:10，以一定比例投入到過(guò)濾后的含重金屬銅溶液中，保持固液比在0.1~10g/L ；
(5)引入攪拌震蕩器，控制速率在O~250rpm；
(6)控制脫附時(shí)間在5~120min；
(7)反應(yīng)后的液體經(jīng)過(guò)固液分離器分離后導(dǎo)入其他反應(yīng)器中；
(8)取經(jīng)固液分離器分離后的液體，石墨爐原子吸收分光光度法分析水溶液中殘余的銅濃度；
【權(quán)利要求】
1.一種處理水中重金屬銅污染的方法，其特征在于螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料的制備以及脫除水溶液中重金屬銅的方法，其步驟是: 含重金屬銅的溶液經(jīng)過(guò)濾后引入反應(yīng)器，調(diào)節(jié)溶液PH在廣8 ； 調(diào)節(jié)溶液溫度處于2飛0°C ； 調(diào)節(jié)含重金屬銅的溶液中銅濃度為〈1000 mg/L, 將合成的螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y，其中x為有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比，I為有機(jī)物中三聚氰胺與硫脲的摩爾比，有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比為1:1~20:1，三聚氰胺與硫脲的摩爾比為10:1~1:10，以一定比例投入到過(guò)濾后的含重金屬銅溶液中，保持固液比在0.10 g/L； 引入攪拌震蕩器，控制速率在0-250 rpm ； 控制脫附時(shí)間在5~120 min ； 反應(yīng)后的液體經(jīng)過(guò)固液分離器分離后導(dǎo)入其他反應(yīng)器中； 取經(jīng)固液分離器分離后的液體，石墨爐原子吸收分光光度法分析水溶液中殘余的銅濃度；
2.如權(quán)利要求1所述處理水中重金屬銅污染的方法，其特征在于所述螯合樹脂修飾的介孔氧化娃材料MFT/S15-x-y的制備方法包括如下步驟: 合成液A的制備:取適量37 wt.%的甲醛水溶液和適量的去離子水，用氫氧化鈉(0.lmol/L)溶液調(diào)整上述溶液pH值至6.5-9.5，之后加入一定量的三聚氰胺和硫脲，于30~80 0C下攪拌5~24小時(shí)形成溶液A ； 合成液B的制備:取適量P123加入燒杯中，再加入適量(4 mol/L)HCl溶液和去離子水，在25飛O °(:下攪拌使P123完全溶解，然后加入適量正硅酸乙酯，攪拌:Tl2 h，形成溶液B ； 將溶液A與溶液B以摩爾比1:1~20:1混和，在3(T80 °C下繼續(xù)攪拌12~24 h后，再于30~80 0C下陳化48小時(shí)。
3.將得到的白色沉淀過(guò)濾，洗漆，然后干燥，用乙醇索氏抽提272小時(shí)，即得螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料； MFT/S15-x-y，其中x為有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比，y為有機(jī)物中三聚氰胺與硫脲的摩爾比。
4.有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比為1:1~20:1，三聚氰胺與硫脲的摩爾比為10:1~1:10。
5.如權(quán)利要求1所述的處理水溶液中重金屬銅的方法，其特征在于溶液溫度為2飛O°C，pH范圍為1~8，吸附過(guò)程振蕩頻率為(T250r/min，被處理液重金屬銅離子濃度為(TlOOOmg/L,加入螯合樹脂修飾的介孔氧化娃材料量為0.1"?0 g/L,處理時(shí)間為5~120 min,然后分離吸附有重金屬銅離子的螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK103964603SQ201410155085
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】陶亮, 喻寧亞 申請(qǐng)人:湖南師范大學(xué), 廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所