本發(fā)明涉及環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，尤其涉及一種重金屬吸附劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

工業(yè)的發(fā)展帶來的是財(cái)富也是各種隱患。其中重金屬污染以嚴(yán)重影響到人類的生活。因此，對重金屬廢水的凈化處理已成為環(huán)境保護(hù)中亟待解決的問題之一。吸附法是處理重金屬污染的一個(gè)重要手段，目前已有的重金屬吸附劑有無機(jī)吸附材料如活性炭、蛭石、膨潤土等，有機(jī)吸附材料纖維素及其改性產(chǎn)物、殼聚糖等。這些吸附材料存在重金屬吸附性能有限、機(jī)械性能不好等缺點(diǎn)。

氧化石墨因其獨(dú)特的力學(xué)性能、熱性能和高的比表面積，近年來受到化學(xué)、物理、材料、能源、環(huán)境等領(lǐng)域的極大重視。氧化石墨本身具有許多羧基，羥基以及環(huán)氧基等基團(tuán)，對重金屬具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，且價(jià)格低廉。但是，如何將其應(yīng)用于重金屬吸附劑，來治理重金屬對環(huán)境的污染，目前還是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種對鉻錳等重金屬離子吸附性能好、成本低的重金屬吸附劑。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于：包括下述步驟，

(1)步驟一、配置丙烯酸與氫氧化鈉的混合溶液待用；其中丙烯酸、氫氧化鈉與水的質(zhì)量比為2:1-1.2:2-2.3；

(2)步驟二、將步驟一配置的混合溶液放入到升溫至反70℃-75℃的反應(yīng)釜中，并加入氧化石墨水分散液，經(jīng)聚合反應(yīng)，制得含聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物水分散液；其中，丙烯酸鈉與氧化石墨的質(zhì)量比為25-30:10-15；

(3)步驟三、將步驟二配置的分散液加入反應(yīng)釜中，并加入聚乙烯多胺水溶液、交聯(lián)劑，在70℃-85℃的環(huán)境下，進(jìn)行反應(yīng)30min-45min；其中，聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物與聚乙烯多胺的質(zhì)量比為1:20-30；

(4)步驟四、向反應(yīng)釜中加入引發(fā)劑，降溫至50℃反應(yīng)4h，冷卻至室溫；

(5)步驟五、將步驟四獲得的凝膠切割并洗滌，洗去雜質(zhì)；

(6)步驟六、將凝膠烘干，粉碎后制得重金屬吸附劑。

作為優(yōu)選，所述的步驟二中丙烯酸鈉與氧化石墨的質(zhì)量比為2:1。

作為優(yōu)選，所述的步驟三中的交聯(lián)劑為n，n-亞甲基雙丙烯酰胺。

作為優(yōu)選，所述的步驟三中的聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物與聚乙烯多胺的質(zhì)量比為1:25。

作為優(yōu)選，所述的步驟四中的引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供該重金屬吸附劑應(yīng)用于鉻、錳離子的吸附。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過聚丙烯酸鈉和聚乙烯多胺兩種聚合物的引入，且與氧化石墨形成的復(fù)合材料可大大提高了對重金屬離子的吸附點(diǎn)。在試驗(yàn)中，針對不同濃度的鎘和錳離子進(jìn)行吸附試驗(yàn)，吸附劑濃度為1g/l，重金屬離子濃度50～360mg/l，溫度為300k、315k、330k，吸附時(shí)間為5小時(shí)；發(fā)明人驚喜的發(fā)現(xiàn)該吸附劑對鎘和錳離子的吸附量分別可高達(dá)296.2mg/g和200.6mg/g；說明該重金屬吸附劑對鎘和錳離子的吸附性能特別好，遠(yuǎn)高于一般的氧化石墨材料吸附劑。

同時(shí)，發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，丙烯酸鈉與氧化石墨的質(zhì)量比為25-30:10-15的范圍內(nèi)，尤其是2:1的范圍時(shí)；聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物與聚乙烯多胺的質(zhì)量比為1:20-30的范圍內(nèi)，尤其是1:25的范圍時(shí)，可以達(dá)到最佳的實(shí)施效果，若增加聚乙烯多胺的量則吸附效果雖還可以，但不會(huì)有實(shí)質(zhì)的提升，甚至有略微下降；若減少聚乙烯多胺的量，則吸附性能下降比較明顯；所以，該數(shù)值比例，是在保持重金屬吸附劑性能的情況下，最為節(jié)約成本的方法。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

配置丙烯酸與氫氧化鈉的混合溶液待用,其中丙烯酸、氫氧化鈉與水的質(zhì)量比為2:1:2；將混合溶液放入到升溫至反70℃的反應(yīng)釜中，并加入氧化石墨水分散液，經(jīng)聚合反應(yīng)，制得含聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物水分散液，其中，丙烯酸鈉與氧化石墨的質(zhì)量比為3:2；將分散液加入反應(yīng)釜中，并加入聚乙烯多胺水溶液、n，n-亞甲基雙丙烯酰胺，在70℃的環(huán)境下，進(jìn)行反應(yīng)30min，其中，聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物與聚乙烯多胺的質(zhì)量比為1:20；向反應(yīng)釜中加入過硫酸銨或過硫酸鉀，降溫至50℃反應(yīng)4h，冷卻至室溫；將凝膠切割并洗滌，洗去雜質(zhì)，烘干、粉碎后制得重金屬吸附劑。

實(shí)施例2：

配置丙烯酸與氫氧化鈉的混合溶液待用,其中丙烯酸、氫氧化鈉與水的質(zhì)量比為2:1.2:2.3；將混合溶液放入到升溫至反75℃的反應(yīng)釜中，并加入氧化石墨水分散液，經(jīng)聚合反應(yīng)，制得含聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物水分散液，其中，丙烯酸鈉與氧化石墨的質(zhì)量比為2:1；將分散液加入反應(yīng)釜中，并加入聚乙烯多胺水溶液、n，n-亞甲基雙丙烯酰胺，在85℃的環(huán)境下，進(jìn)行反應(yīng)45min，其中，聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物與聚乙烯多胺的質(zhì)量比為1:30；向反應(yīng)釜中加入過硫酸銨或過硫酸鉀，降溫至50℃反應(yīng)4h，冷卻至室溫；將凝膠切割并洗滌，洗去雜質(zhì)，烘干、粉碎后制得重金屬吸附劑。

實(shí)施例3：

配置丙烯酸與氫氧化鈉的混合溶液待用,其中丙烯酸、氫氧化鈉與水的質(zhì)量比為2:1.1:2.1；將混合溶液放入到升溫至反72℃的反應(yīng)釜中，并加入氧化石墨水分散液，經(jīng)聚合反應(yīng)，制得含聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物水分散液，其中，丙烯酸鈉與氧化石墨的質(zhì)量比為9:5；將分散液加入反應(yīng)釜中，并加入聚乙烯多胺水溶液、n，n-亞甲基雙丙烯酰胺，在78℃的環(huán)境下，進(jìn)行反應(yīng)40min，其中，聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物與聚乙烯多胺的質(zhì)量比為1:22；向反應(yīng)釜中加入過硫酸銨或過硫酸鉀，降溫至50℃反應(yīng)4h，冷卻至室溫；將凝膠切割并洗滌，洗去雜質(zhì)，烘干、粉碎后制得重金屬吸附劑。

實(shí)施例4：

配置丙烯酸與氫氧化鈉的混合溶液待用,其中丙烯酸、氫氧化鈉與水的質(zhì)量比為2:1:2；將混合溶液放入到升溫至反75℃的反應(yīng)釜中，并加入氧化石墨水分散液，經(jīng)聚合反應(yīng)，制得含聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物水分散液，其中，丙烯酸鈉與氧化石墨的質(zhì)量比為2:1；將分散液加入反應(yīng)釜中，并加入聚乙烯多胺水溶液、n，n-亞甲基雙丙烯酰胺，在80℃的環(huán)境下，進(jìn)行反應(yīng)40min，其中，聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物與聚乙烯多胺的質(zhì)量比為1:25；向反應(yīng)釜中加入過硫酸銨或過硫酸鉀，降溫至50℃反應(yīng)4h，冷卻至室溫；將凝膠切割并洗滌，洗去雜質(zhì)，烘干、粉碎后制得重金屬吸附劑。

實(shí)施例5：

配置丙烯酸與氫氧化鈉的混合溶液待用,其中丙烯酸、氫氧化鈉與水的質(zhì)量比為2:1.2:2.1；將混合溶液放入到升溫至反73℃的反應(yīng)釜中，并加入氧化石墨水分散液，經(jīng)聚合反應(yīng)，制得含聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物水分散液，其中，丙烯酸鈉與氧化石墨的質(zhì)量比為13:7；將分散液加入反應(yīng)釜中，并加入聚乙烯多胺水溶液、n，n-亞甲基雙丙烯酰胺，在82℃的環(huán)境下，進(jìn)行反應(yīng)42min，其中，聚丙烯酸鈉-氧化石墨復(fù)合物與聚乙烯多胺的質(zhì)量比為1:26；向反應(yīng)釜中加入過硫酸銨或過硫酸鉀，降溫至50℃反應(yīng)4h，冷卻至室溫；將凝膠切割并洗滌，洗去雜質(zhì)，烘干、粉碎后制得重金屬吸附劑。