[发明专利]利用硼掺杂介孔碳去除水体中重金属的方法

说明书

本发明公开了一种利用硼掺杂介孔碳去除水体中重金属的方法，该方法包括以下步骤：将硼掺杂介孔碳与含重金属水溶液混合进行振荡吸附，固液分离，完成对水体中重金属的去除。本发明利用硼掺杂介孔碳去除水体中重金属的方法具有工艺简单、操作简便、实用性强、适应范围广、处理效率高、去除效果好等优点。以重金属铅为例，采用硼掺杂介孔碳处理含铅离子水溶液可在1h内实现吸附平衡，吸附效率高；对铅的理论最高吸附量高达439.0mg/g，吸附容量高；同时，该硼掺杂介孔碳可在不同的pH值、温度下均能实现对多种重金属的有效吸附，适应范围很广，因而对于快速、有效的去除水体中重金属具有重要十分的意义。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，涉及一种利用硼掺杂介孔碳去除水体中重金属的方法。

背景技术

水体重金属污染物主要来源于矿冶、化工、电子、仪表、机械制造等工业废水的排放，具有较高的毒性和稳定性，少量重金属进入到环境即可对水生生物及生态系统造成较大的影响，且难以通过自净作用从环境中去除。近年来，如何有效去除水体中的重金属污染物引起了广泛的关注。

目前，处理重金属废水的方法主要有混凝法、膜处理技术、离子交换法、氧化还原法等方法。在众多去除水中重金属的方法中，吸附法是一种操作简便、灵活、吸附效果好且经济的去除方法。吸附法中采用的常规吸附剂，如活性碳、沸石等吸附剂具有经济、简便的特点，但它们大都具有微孔结构，因而传质速度较慢，吸附效率不高；同时，这些吸附材料还存在效率低、热稳定性低等缺点。因此，获得一种合适的吸附剂对于快速、有效的去除水体中的重金属污染物具有十分重要的意义。

新型介孔材料由于具有规整有序介孔孔道结构和巨大的比表面积及孔容等特征，是一种优良的吸附剂。介孔碳作为介孔材料的一个重要组成部分，具有高的比表面积、化学惰性、生物相容性、大的孔体积、良好的孔道稳定性等特性，不仅比活性炭、石墨粉、分子聚合物等物质具有更高的吸附容量，而且具有良好的重复利用性。另外，通过表面修饰使吸附剂带上氨基、羧基、羟基、巯基等功能性基团来螯合或者络合重金属离子也是提高吸附性能的一个重要途径。然而，这些普通的介孔材料或经功能性基团修饰后的吸附剂材料仍然存在制备步骤复杂、吸附速率慢、吸附容量低等问题。目前，尚未见到硼掺杂介孔碳去除水中重金属的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有工艺简单、操作简便、实用性强、适应范围广、处理效率高、去除效果好的利用硼掺杂介孔碳去除水体中重金属的方法。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种利用硼掺杂介孔碳去除水体中重金属的方法，包括以下步骤：将硼掺杂介孔碳与含重金属水溶液混合进行振荡吸附，固液分离，完成对水体中重金属的去除。

上述的方法，进一步改进的，所述含重金属水溶液中硼掺杂介孔碳的添加量≥0.2mg/mL。

上述的方法，进一步改进的，所述含重金属水溶液中硼掺杂介孔碳的添加量为0.2mg/mL～0.4mg/mL。

上述的方法，进一步改进的，所述含重金属水溶液中重金属的初始浓度为50mg/L～800mg/L；所述含重金属水溶液的pH值为2.0～7.0；所述含重金属水溶液的重金属为铅。

上述的方法，进一步改进的，所述振荡吸附在温度为25℃～45℃；所述振荡吸附的转速为150rpm～180rpm；所述振荡吸附的时间为1h～3h。

上述的方法，进一步改进的，所述硼掺杂介孔碳包括介孔碳，所述介孔碳中掺杂有硼元素；所述硼掺杂介孔碳中硼的掺杂量为0.88wt％～0.93wt％；所述硼掺杂介孔碳的孔径为3nm～5nm；所述硼掺杂介孔碳的比表面积为883.8m²/g～1204.6m²/g。

上述的方法，进一步改进的，所述硼掺杂介孔碳的制备方法，包括以下步骤：