[发明专利]一种重金属吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种重金属吸附剂及其制备方法与应用，所述的重金属吸附剂是以凹凸棒石粘土和微晶纤维素为原料经改性制备得到，其中凹凸棒石粘土和微晶纤维素的质量比为（1~4）:1。应用为所述的重金属吸附剂在制备解决重金属污染的吸附剂产品中的应用。本发明以凹凸棒和微晶纤维素为原料，利用碱/尿素体系溶解纤维素，加入凹凸棒和碳酸钙制备出多孔的凹凸棒纤维素复合吸附剂，该改性过程条件温和，无污染，易控制，产率高。凹凸棒纤维素复合吸附剂成本较低、环境友好、吸附容量大，使用条件广泛，可用于工业化和产业化生产。凹凸棒为层链结构的含水富美铝硅酸盐矿物。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种重金属吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

重金属废水污染是目前最为严重的环境污染之一。因为其毒性及其难生物降解性，被重金属废水污染的水体往往给人类及水生动植物带来严重的后果。重金属如：Cd、Pb、Cr、As、Hg、Ni、Cu等，其中砷和镉是在环境化学污染物中，最常见、危害居民健康最严重的污染物之一。

砷化物是可溶性的，其可以被动植物及人类直接吸收和利用的。因此，长期直接或间接接触可溶性的砷化物会对生物体造成危害。砷是致癌、致突变因子，对动物有致畸作用。砷对人的中毒剂量为0.01~0.052g，致死量为0.06~0.2g。研究发现，人类会通过呼吸道、消化道和皮肤接触摄入砷，过量的砷进入细胞可导致细胞代谢异常，并最终导致细胞死亡。进入人体内的砷，聚集在肝、肺、肾、骨骼等部位，会造成人体神经系统、皮肤及消化系统等多个内脏组织及器官的癌变、畸形等，严重时甚至会造成死亡可见。

镉污染已经给人类造成了像“骨痛病”这种灾害。镉在自然界中一般以化合物的状态存在，当环境受到镉污染后，会通过食物链进入人体，镉能与含羟基、氨基、巯基高分子有机物结合，能使许多酶系统受到抑制，从而影响肝、肾等器官中酶系统的正常功能。镉对人体的毒害作用还包括致突变、致畸形、致癌变等三致作用。人体如果长期摄入含镉的废水以及食物，镉会在人体中不断积累，致使骨骼的代谢受阻，造成骨质疏松、萎缩、变形等一系列症状。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种重金属吸附剂；第二目的在于提供所述的重金属吸附剂的制备方法；第三目的在于提供所述的重金属吸附剂的应用。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的重金属吸附剂是以凹凸棒石粘土和微晶纤维素为原料经改性制备得到，其中凹凸棒石粘土和微晶纤维素的质量比为（1~4）:1。

本发明的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：

A、将配方配比的原料凹凸棒石粘土粉碎过200目筛，然后进行酸活化处理，洗至中性并烘干研磨得到物料a备用；

B、以NaOH、尿素、水按质量比为（5~7）：（3~5）：（80~100）的配比配成混合溶液得到物料b，物料b中加入配方配比的纤维素，于0~5℃条件下放置6~18h，然后解冻搅拌得到纤维素溶液c；

C、将物料a加入到纤维素溶液c中，于温度10~30℃下搅拌3~5h得到混合溶液d，然后加入混合溶液d重量百分数1~10%的CaCO₃，超声处理30~60min得到物料e；

D、将pH值1~5的HCl溶液或乙醇溶液逐滴滴加到物料e中，边滴加边搅拌得到球状的凹凸棒纤维素复合吸附剂f；

E、将凹凸棒纤维素复合吸附剂f经浸泡洗至pH值为6.5~7.5，冷冻干燥后得到冷冻干燥物g备用；

F、将冷冻干燥物进行常规改性、负载铁氧化物或负载铁锰氧化物得到目标物重金属吸附剂。

本发明的第三目的是这样实现的，所述的重金属吸附剂在制备解决重金属污染的吸附剂产品中的应用。