[发明专利]同时含有有机污染物和重金属废水体系中选择性去除重金属的方法

说明书

本申请公开一种同时含有有机污染物和重金属废水体系中选择性去除重金属的方法，将氧化锰有序介孔材料加入待处理废水中，对待处理废水中的重金属离子进行选择性吸附；所述待处理废水为同时含有重金属离子和染料污染物的废水。氧化锰有序介孔材料的制备方法简单，易于操作，能耗成本低，可以简便地通过改变有机溶剂种类、模板剂量、煅烧温度和吸附次数来调控介孔材料的结构、和吸附性能。本申请的处理方法对重金属离子保持高选择性吸附，并可克服废水体系中有机污染物的干扰。

技术领域

本申请涉及含有多种污染物复杂废水处理技术领域，具体涉及一种同时含有有机污染物和重金属废水体系中重金属的去除方法。

背景技术

我国经济和工业的高速发展也带来了很多严重的环境污染问题，其中水污染是抑制我国经济可持续发展和危害人民生命健康的主要问题之一。尤其，我国河流等水体中的重金属离子(如Cr、Cu、Pb等)已经成为亟待解决的环境污染问题。但由于水体污染来源众多，有工业、农业、生活等等各类废水，其中水体环境中的污染物往往非常复杂。在多数情况下，水污染的治理工作面对的是多种污染物的复杂废水体系，如同时含有有机污染物和重金属离子污染物。但不同污染物的治理方法通常又有所不同，比如吸附法处理有机污染物要求吸附剂亲水基团少，这样对有机物的选择性吸附作用就较显著，而重金属离子由于本身亲水，因而要求吸附剂表面具有一定的亲水性以及对重金属离子的结合力。这样在含有有机物和重金属离子的复杂废水体系中，如何增强对某种污染物的选择性去除能力成为目前环境治理领域研究和应用的关键因素。

目前，对于含有重金属离子污染的水体治理方法主要有化学沉淀法、电解法等，这些方法耗能较高，操作管理复杂，而且这些技术往往仅能处理单一的金属离子污染，不能用于复杂废水体系的直接治理，溶剂萃取分离法选择性好，但其萃取剂成本高也存在二次污染等问题，使其应用受到了限制。

发明内容

本申请提供一种同时含有有机污染物和重金属废水体系中选择性去除重金属的方法，制备特定结构的吸附剂，对重金属离子保持高选择性吸附，并可克服废水体系中有机污染物的干扰。

用于选择性去除复杂废水体系中重金属的氧化锰有序介孔材料的制备方法，包括：

(1)将有序介孔硅模板剂粉末加入有机溶剂中超声分散直至形成稳定的悬浮体系；

(2)在0℃水浴下，边搅拌边向所述悬浮体系中滴加硝酸锰水溶液，并继续搅拌吸附50～60min，得悬浊液；

(3)所得悬浊溶液依次经过滤、洗涤、干燥，然后煅烧生成锰氧化物与有序介孔硅模板的复合物；将所得复合物重新分散于有机溶剂中，依次重复步骤 (2)和(3)；

(4)将最后一次重复步骤(3)所得复合物中的多余有序介孔硅模板剂去除，经洗涤、干燥后即得所述的氧化锰有序介孔材料。

最后一次操作步骤(3)所得锰氧化物与有序介孔硅模板的复合物不再重新分散有机溶剂，直接进行去除模板分子的操作。

以介孔材料、纳米材料和碳材料等新型材料作为吸附剂，显示出成本较低、吸附性能较强等优越性能而被越来越多地应用于处理水体中的重金属离子中。锰氧化物是一种过渡金属氧化物，其具有较强的稳定性，有较大的比表面积，且表面存在大量的羟基活性基团。另外也易于质子化以及脱质子化，能够为金属离子提供结合位点。

除了增加吸附剂的表面亲水性来提升对重金属离子的吸附性能之外，如何有效提升吸附剂的表面积，也是增强吸附剂对重金属离子的选择性吸附性能的关键。新型的介孔材料具有大小均匀、排练均一孔道结构，具有较高的比表面积和孔容，这可以大大提升锰氧化物的吸附性能。

本申请吸附剂的制备原理：