利用環(huán)己二胺四乙酸修飾的磁性氧化石墨烯去除廢水中六價(jià)鉻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境功能材料和水處理新技術(shù)領(lǐng)域，主要設(shè)及一種環(huán)己二胺四己酸修 飾的磁性氧化石墨締在處理重金屬廢水中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，重金屬污染越演越烈，由于重金屬開采、冶煉、加工過程中排放到自然 大氣、水、±壤中的重金屬對自然環(huán)境和人類造成了極大的危害。銘是一種用途非常廣泛的 重金屬，在化妝品原料制造、皮革制劑、金屬部件電鍛銘，工業(yè)顏料W及皮革踩制、橡膠生產(chǎn) 和陶瓷原料生產(chǎn)等工業(yè)過程中被大量使用，其排放的工業(yè)廢水中含有大量銘的化合物，主 要W六價(jià)銘化(VI)為主。一旦富含化(VI)的廢水進(jìn)入自然水體中，將對動植物甚至人類 健康產(chǎn)生極大的威脅。鑒于& (VI)的高毒性W及高水溶性，必須在廢水排入水體和上壤之 前將其去除。目前處理化(VI)的最主要方法是吸附脫除法，此方法因?yàn)槠涑杀镜停僮骱?單而成為最有效的去除廢水中重金屬離子的方法之一。常用的吸附劑有碳纖維材料、沸石、 粘±礦物和一些氧化物等。然而，傳統(tǒng)的吸附劑存在著吸附容量不高，不便分離等缺點(diǎn)。因 此，制備一種能夠解決該些問題的吸附劑具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 氧化石墨締佑0)是石墨締的氧化物，含有大量的含氧官能團(tuán)（包括哲基，環(huán)氧基， 駿基和幾基）且有很大的表面積和良好的水溶性等特點(diǎn)。氧化石墨締上的含氧官能團(tuán)可W 作為吸附位點(diǎn)與金屬離子產(chǎn)生馨合作用，但是因?yàn)槠溆H水性，在吸附后很難從廢水中分離。 通過將磁性納米粒子負(fù)載在氧化石墨締表面而合成的磁性氧化石墨締解決了該個(gè)問題。然 而磁化過程使氧化石墨締表面的一些吸附位點(diǎn)被磁性納米粒子占據(jù)，導(dǎo)致磁性氧化石墨締 表面的吸附位點(diǎn)減少，吸附能力下降。環(huán)己二胺四己酸表面攜帶很多駿基，作為一種重金屬 馨合劑，它可W和許多重金屬形成絡(luò)合物。將環(huán)己二胺四己酸通過一定的方法嫁接到磁性 氧化石墨締表面，增加了磁性氧化石墨締的吸附位點(diǎn)，提高了其對重金屬離子的吸附能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)存在的技術(shù)問題，開發(fā)一種吸附容量大、成本 低、制備簡單且易分離的去除廢水中六價(jià)銘的方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種利用環(huán)己二胺四己酸修飾的 磁性氧化石墨締去除廢水中六價(jià)銘的方法，所述方法包括W下步驟；取一定量的含六價(jià)銘 廢水，將一定量的環(huán)己二胺四己酸修飾的磁性氧化石墨締添加到廢水中，在恒溫振蕩器中 振蕩吸附，反應(yīng)完成后用磁鐵將吸附劑分離，完成對廢水中銘的去除。
[0006] 上述技術(shù)方案中，所述環(huán)己二胺四己酸修飾的磁性氧化石墨締由W下步驟制得：
[0007] (1)將1. 0~5. Og石墨、1. 0~5. Og馬52〇8、1. 0~5. Og ?2〇5和1~20mL H2SO4 混合后在水浴加熱至60~100°C，反應(yīng)1~她后加入0. 2~1.化超純水，冷卻后放置5~ 2化，用超純水清洗去除殘留的酸，在40~80°C真空干燥，將干燥后的產(chǎn)物加入80~150mL 溫度為0~10°c的&8〇4巧5~98% )中，再加入1. 0~5. Og NaN〇3,5~25g KMnO"并在0~20°C下振蕩1~她，然后在20~50°C反應(yīng)1~化，再加入0. 1~0.化水保證反應(yīng)溫 度控制在80~100 °C，繼續(xù)振蕩2~lOh，再加入0.4~1.化水和10~40血&化(20~ 40wt % )，室溫下振蕩1~化，再用肥1巧~20 % )和水反復(fù)清洗，再在30~60°C下超聲 1~化，定容后得到濃度為1~lOg/L的氧化石墨締；
[000引（2)在室溫下，將0. 005~0. 02mol的化CI3與0. 002~0.0 lmol的FeCl2融入 100~150血超純水中，加入100~300血步驟（1)所述的氧化石墨締溶液中，迅速加入10~100血氨水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30~90% )調(diào)節(jié)抑為9~11，并在70~100°C條件下持續(xù) 攬拌10~60min，使溶液冷卻至室溫，再用超純水清洗至中性，定容后得到濃度為1~lOg/ L的磁性氧化石墨締；
[0009]做在室溫下，將20~400mg的1-(3-二甲氨基丙基）-3-己基碳二亞胺鹽酸鹽 (邸C)和20~400mg的N-哲基班巧酷亞胺（N服）溶解到100~500血水中，加入100~ 500mg的環(huán)己二胺四己酸活化化；
[0010] (4)往步驟做所得的溶液加入1~20血己二胺，并將混合液迅速加入到500~ 2000mL的1~lOmg/mL的磁性氧化石墨締溶液中，加熱至50~100°C反應(yīng)1~lOh，將得到 的產(chǎn)物用己醇和超純水清洗多次，定容得到濃度為1~lOg/L的環(huán)己二胺四己酸與磁性氧 化石墨締復(fù)合物。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述廢水中六價(jià)銘離子的濃度優(yōu)選控制在5~150mg/L(最優(yōu)選 為lOmg/L~lOOmg/L)。
[0012] 上述技術(shù)方案中，所述吸附反應(yīng)的抑值優(yōu)選為1~10 (最優(yōu)選為2~6)。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述吸附反應(yīng)溫度優(yōu)選為10~50°C (最優(yōu)選為15~45°C)。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述吸附反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為1~4她。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述恒溫振蕩器轉(zhuǎn)速優(yōu)選為100~200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0017] 1.本發(fā)明中環(huán)己二胺四己酸修飾的磁性氧化石墨締吸附劑吸附位點(diǎn)多、吸附容量 大，對廢水中六價(jià)銘有明顯的去除效果。
[0018] 2.本發(fā)明中環(huán)己二胺四己酸修飾的磁性氧化石墨締制備過程簡單，操作容易，條 件容易實(shí)現(xiàn)，能夠有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0019] 3.本發(fā)明中環(huán)己二胺四己酸修飾的磁性氧化石墨締，反應(yīng)結(jié)束后易于分離回收， 為廢水中重金屬污染的治理提供了新的途徑。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中環(huán)己二胺四己酸修飾的磁性氧化石墨締的掃描電鏡圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中環(huán)己二胺四己酸修飾的磁性氧化石墨締W及磁性氧化石 墨締的紅外光譜示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] W下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[002引實(shí)施例1;
[0024] 一種本發(fā)明所述的利用環(huán)己二胺四己酸修飾的磁性氧化石墨締去除廢水中六價(jià) 銘的方法，包括W下步驟：
[002引1.吸附劑的制備
[0026] (1)將3. Og石墨、2. 5g馬52〇8、2. 5g ?2〇5和1~20血H2SO4混合后在水浴加熱至 60~100°C，反應(yīng)化后加入0.化超純水，冷卻后放置12h，用超純水清洗去除殘留的酸， 在60°C真空干燥，將干燥后的產(chǎn)物加入120血溫度為0°C的&5〇4(98% )中，再加入2