[发明专利]巯基官能化二氧化硅中空微球作为汞离子吸附剂的用途

说明书

技术领域

本发明属于化工分离技术领域，具体涉及一种巯基官能化二氧化硅中空微球作为汞离子吸附剂的用途。

背景技术

汞离子是现代工业中剧毒的污染物之一。水中汞污染物的来源于含汞矿物的开采、冶炼、各种汞化合物的生产和应用领域。在冶金、化工、化学制药、仪表制造、电气、木材加工、造纸、油漆、颜料、纺织、制革、炸药等工业的含汞生产废水都可能是环境水体中汞的污染源。氯碱工业中由水银电极电解工段中排出的水中含有较高浓度的汞。

通过呼吸道摄入人体的气态汞是高毒的；人体组织和血红细胞能将单价汞氧化为具有高度毒性的二价汞；有机汞化合物是高毒性的，例如20世纪50年代和60年代在日本出现的水俣病即是由甲基汞中毒引起的神经性疾病。这种疾病是由于工厂(如乙醛生产工厂)废液中甲基汞排入水系，又通过食物链浓集于鱼体内，最后被人经口摄取所致。汞及其化合物的毒性主要出自于它们对含硫化合物的高度亲和能力，因此在进入生物体后，就会破坏酶和其它蛋白质的功能并影响其重新合成，由此引起各种有害后果。甲基汞的毒性表现还有其特异之处，进入人体渡过急性期后，可有几周到数月的潜伏期，然后显示脑和神经系统的中毒症状，而且难以痊愈。此外，甲基汞还能通过母体影响胎儿的神经系统，使出生婴儿有智能发育障碍、运动机能受损、流涎等脑性小儿麻痹样症。随着电镀、制革、染料和防腐等工业的发展，重金属汞对水体的污染越来越严重，因此如何使废水中的汞含量降低到排放标准以下，消除汞的危害并且有效地回收废水中的汞是当今环境保护工作中面临的一个非常突出的问题。

近年来国内外报道含汞废水处理方法包括沉淀法、吸附法、混凝法、电解法、液膜法、生态链法、生物工程法、离子交换法，不溶性络合物法，电解法，反渗透法，气浮法，化学沉淀法，吸附法。这些处理方法各具优点。从去除效率来看，最好的为吸附法。而非金属矿物材料的吸附法，是通过投加非金属矿物吸附剂去除水体中的重金属离子。它有材料来源广、价廉、节能和吸附去除率高等优点。因此，用非金属矿物材料去除污水中重金属离子成为国内外研究的热点。

许多文献报道了制备的吸附剂对汞吸附性能的研究。目前报道的汞离子最大吸附容量的是聚1，8-萘二胺作为汞离子吸附剂，其汞离子吸附容量为2863mg/g(李新贵、易辉、黄美荣，聚1，8-萘二胺作为汞离子吸附剂的用途，申请号：200510110692)。其他较高吸附容量的为黄海兰等制备的巯基树脂，其汞离子吸附容量为1166mg/g(黄海兰，曲荣君.巯基树脂对重金属离子的吸附性能.Ion exchange and adsorption，2004，20(2)：113～118.)。Chang等制备的戊二醛固化的含壳聚糖藻元酸凝胶的汞离子的吸附容量为667mg/g(Chang Y.H.，Huang C.F.，Hsu W.J.，Chang F.C.Removal of Hg²⁺ from aqueous solution using alginate gelcontaining chitosan.Journal of applied polymer science，2007，104，2896～2905.)Merrifield等制备的巯基接枝壳聚糖汞离子的吸附容量达到1600mg/g(Merrifield J.D.，Davids W.G.，MacRae J.D.Amirbahman A.Uptake of mercury by thiol-grafted chitosan gel bead，WaterResearch，2004，38(13)，3132～3138.)。

本专利所报道的巯基功能化中空二氧化硅微球用作吸附剂，可用于对废水中重金属汞离子的去除。这是一种新型高效的汞金属离子吸附剂。在低浓度下，汞离子吸附性能优异，这种材料对汞离子的吸附能力最高可达到3477mg/g，最高吸附率达99.96％，吸附后的浓度远远低于国家标准(0.05mg/L)，同时这种材料具优异的再生能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种巯基官能化二氧化硅中空微球作为汞离子吸附剂的用途。

本发明中，巯基官能化二氧化硅中空微球的具体制备方法如下：