[发明专利]一种乙二胺四乙酸改性的硅藻土吸附剂及其制备方法和处理废水中重金属离子的应用

说明书

本发明公开一种改性硅藻土吸附剂的制备方法，包括：1)硅藻土预处理：将硅藻土分别浸泡在碱液和酸溶液中搅拌处理，然后用水洗涤至中性，烘干；2)将尿素、乙二胺四乙酸和经步骤1)处理的硅藻土在有机溶剂中混合，40～60℃搅拌20～30分钟后，置于反应釜中160～200℃加热反应6～8h，冷却至室温后洗涤，烘干。本发明还公开了乙二胺四乙酸改性的硅藻土吸附剂及其在吸附废水中重金属离子的应用。本发明以啤酒厂的废弃物硅藻土作为原料，价格低廉，原料获取方便，改性材料无危险性，无污染性，整个操作过程简单，得到的吸附剂吸附能力强，对污水中的六价铬、二价镍具有较高的吸附去除效率，整个吸附去除过程中没有别的污染物产生。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，特别是一种乙二胺四乙酸改性的硅藻土(EDTA-diatomite waste，EDTA-DW)吸附剂及其制备方法和处理废水中重金属离子的应用。

背景技术

随着工业生产和人类社会的迅猛发展，环境污染问题日益加重。大量的污染物被排放到水环境中，其中重金属污染物具有剧毒性或致癌性，并且难以进行生物降解。此外，重金属污染物容易在生物体内富集并进而通过食物链累积在生物体或人体中。

鉴于铬和镍/的危害性及其在各种工业生产、制造过程中的广泛应用，从工业废水中有效地去除铬和镍具有重要的意义。去除水体中六价铬和二价镍的常用方法有化学(还原)沉淀法、电化学法、膜处理法、离子交换法、生物处理法和吸附法等。与众多方法相比，吸附法通常利用吸附材料的多孔性将污水中的有害物质固定在吸附材料表面从而去除废水中的铬和镍，同时具有无能耗，无二次污染等优点，因而寻求成本低廉且吸附效率高的吸附剂极其重要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种比表面积大、成本低廉的的吸附剂，该吸附剂可以高效处理废水中的重金属离子，如六价铬、二价镍等。

本发明的另一目的是提供一种方法简单、价格低廉的乙二胺四乙酸改性的硅藻土吸附剂的制备方法。

技术方案：本发明提供一种改性硅藻土吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1)硅藻土预处理：将硅藻土分别浸泡在碱液和酸溶液中搅拌处理，然后用水洗涤至中性，烘干；

2)将尿素、乙二胺四乙酸和经步骤1)处理的硅藻土在有机溶剂中混合，40～60℃搅拌20～30分钟后，置于反应釜中160～200℃加热反应6～8h，冷却至室温后洗涤，烘干。

由于啤酒厂作为过滤助剂使用后的硅藻土表面附着有微生物和有机物，如酵母和蛋白质等，有利于对重金属离子的吸附，因此，使用啤酒厂废弃硅藻土作为改性硅藻土吸附剂的硅藻土原料。

由于啤酒厂废弃硅藻土外部含有共生杂质矿物，内部含有粘土杂质，其孔隙内的杂质会阻塞硅藻土内部的孔隙结构，影响硅藻土的吸附性能，因此，为了提高其吸附性能，使步骤1)中，碱液为2～4mol/L的NaOH或KOH溶液，硅藻土在碱液中处理的时间为20～30分钟；酸溶液为2～4mol/L的强酸溶液，硅藻土在酸溶液中处理的时间为20～30分钟，强酸溶液为盐酸溶液；烘干条件为在烘箱中120℃～150℃烘8～14小时。

为了获得吸附性能较好的吸附剂，使步骤2)中，使用的尿素与乙二胺四乙酸的质量比为4～6∶1；尿素与经步骤1)处理的硅藻土的质量比为1.5～2.5∶1；有机溶剂为乙二醇，洗涤使用的溶剂为去离子水；烘干温度为60～80℃。

本发明另一方面提供一种乙二胺四乙酸改性的硅藻土吸附剂，该吸附剂由上述制备方法制得。

本发明又一方面提供上述乙二胺四乙酸改性的硅藻土吸附剂在吸附废水中重金属离子方面的应用。