[发明专利]一种凹凸棒土重金属吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境处理领域，具体涉及一种凹凸棒土重金属吸附剂及其制备方法。

背景技术

工业生产所排放的废水中常含有重金属离子，严重污染了环境，同时生物从其中摄取重金属通过食物链富集，进入人体，造成慢性中毒，对人体健康造成潜在的威胁。处理废水中重金属的方法主要有吸附法、电解法、离子交换法和沉淀法等。这些方法去除重金属效率高，但是具有成本大、能耗高、操作复杂、仪器设备昂贵等问题，限制了其应用。

吸附法作为一种常用的重金属处理方法，关键在于选择合适的吸附介质。其中生物吸附剂不仅具有一般吸附剂的特点，还具有成本低、来源广、去除效率高、选择性好、适应条件宽等优点。海带作为一种生物吸附剂，在重金属污染处理方面有着极高的应用价值，应用前景广阔。

发明内容

本发明的目的是提供一种凹凸棒土重金属吸附剂，重金属吸附能力强、吸附容量大、去除效率高，不产生二次污染。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种凹凸棒土重金属吸附剂，其是由下述重量份的原料制得：

凹凸棒土10-20，鲜海带50-80，糯米粉3-5，黄原胶3-5，甘露醇3-5，羟乙基纤维素1-2，吐温80 0.1-0.2，六偏磷酸钠0.5-1，苯甲酸钠0.05-0.1。

一种凹凸棒土重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将凹凸棒土与六偏磷酸钠混合，共同研磨至300-400目后于400-500℃处理3-5h，冷却后加入糯米粉混合均匀，得混合粉体；

（2）将鲜海带常温浸泡过夜后用水冲洗干净，60-80℃条件下干燥3-6h后研磨粉碎，得海带粉；将所述的海带粉加入步骤（1）中得到的混合粉体中，搅拌均匀后按固液重量比1：1-1：1.5加入4-8%的醋酸溶液，60-80℃、400-600r/min搅拌4-8h，得混合液；

（3）将步骤（2）中的混合液与其余原料混合，80-90℃、600-800r/min搅拌1-2h，冷却后先将pH调至中性，再于-20℃--10℃处理4-8h，最后20-30℃静置2-4h，得混合基质；

（4）将步骤（3）中得到的混合基质冷冻干燥，再将得到的物料粉碎至10-50目，分装后即得成品。

凹凸棒土是一种天然无机矿物材料，具有廉价易得、吸附效果好的特性。凹凸棒土具有较大的比表面积，吸附下限低，吸附时间快，在吸附废水中的重金属离子方面具有广阔的应用前景。海带中含有活性成分和基团，对重金属离子的吸附能力强。通过海带与凹凸棒土等基质材料进行配伍，通过配方和工艺的改进，形成兼具多孔结构和较强重金属离子吸附能力的吸附材料，提高了对重金属的吸附、富集能力和吸附容量。

本发明的优点是：

本发明将凹凸棒土与海带共同配伍作为吸附基质，通过配方和工艺的改进，得到具有多孔结构，比表面积大的吸附介质，使得到的重金属吸附剂具有吸附能力强、吸附容量大、去除效率高的优点，性质稳定，易于回收再利用；同时原料来源广泛，价格低廉，不产生二次污染，实用价值高。

具体实施方式

本发明非限定实施例如下：

一种凹凸棒土重金属吸附剂，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：

凹凸棒土15，鲜海带60，糯米粉4，黄原胶4，甘露醇4，羟乙基纤维素1.5，吐温80 0.15，六偏磷酸钠0.8，苯甲酸钠0.08。

凹凸棒土重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

（1）将凹凸棒土与六偏磷酸钠混合，共同研磨至400目后于500℃处理3h，冷却后加入糯米粉混合均匀，得混合粉体；

（2）将鲜海带常温浸泡过夜后用水冲洗干净， 80℃条件下干燥3h后研磨粉碎，得海带粉；将所述的海带粉加入步骤（1）中得到的混合粉体中，搅拌均匀后按固液重量比1：1加入4%的醋酸溶液，60℃、600r/min搅拌8h，得混合液；

（3）将步骤（2）中的混合液与其余原料混合，90℃、800r/min搅拌1h，冷却后先将pH调至中性，再于-20℃℃处理6h，最后30℃静置2h，得混合基质；

（4）将步骤（3）中得到的混合基质冷冻干燥，再将得到的物料粉碎至10目，分装后即得成品。

分别将0.5g上述制得的重金属吸附剂加入200mL重金属离子浓度为100mg/L的溶液中，在pH=7、温度为25℃的条件下，于吸附时间10min时测定其对不同重金属离子的吸附率，测定结果其对Cu²⁺的吸附率为98.9%，对Pb²⁺的吸附率为92.6%。