[发明专利]一种不同成分多级网络固定二硫化钼的吸附剂和制备方法及其应用

说明书

本发明属于水处理技术领域。本发明提供了一种不同成分多级网络固定二硫化钼的吸附剂和制备方法及其应用。本发明利用氧化石墨烯的自组装特性，通过一步法在还原氧化石墨烯的同时，将MoS₂固定在三维还原氧化石墨烯(rGO)中，并负载在具有大孔网络结构的三聚氰胺泡沫(MF)内，然后在MoS₂/rGO/MF的表面构筑一层Ca²⁺交联的海藻酸钠网络以避免MoS₂和rGO的脱落。MoS₂中含有丰富硫基团和硫空位，为吸附水溶液中的Ag(I)提供了大量的活性位点。本发明的吸附剂对Ag(I)具有优异的吸附性能。在吸附过程中，一部分Ag(I)和S结合形成了Ag₂S，另一部分被还原成了银单质。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种不同成分多级网络固定二硫化钼的吸附剂和制备方法及其应用。

背景技术

银是一种具有贵金属特性且应用广泛的金属，主要应用于医疗、电镀、电子、冶金等领域。然而，大量含Ag(I)废水直接或间接排放到水环境中，威胁生态安全。当饮用水中Ag(I)浓度超过0.1mg/L时，会引发癌症、心力衰竭和神经系统疾病。Ag是一种不可再生资源且储量有限。近年来，各行各业对Ag的需求与日俱增，加剧了全球银矿产资源短缺。因此，需要设计一种高性能吸附剂，用于从工业废水中去除和回收Ag(I)，减轻对水生环境和生物体的威胁，同时实现银资源的回收。

目前对于水体中重金属离子的主要处理方法有：膜分离法、电化学法、混凝法、吸附法等。膜分离法主要是通过使用不同孔径的薄膜，针对水中不同物质的不同透过特征进行的一种具有可设计性的分离方法。电化学法是一种环境友好型的废水处理技术，其基本原理是在电极上使污染物发生直接电化学反应或间接进行电化学转化，从而达到去除污染物的目的。电化学法虽然操作简单，不易引入其他杂质，但是其处理的废水易造成二次污染，且对废水的处理量小、经济效益不高。混凝法是凝聚作用与絮凝作用的合称。混凝法虽应用广泛，但是在此过程中会产生大量相对密度较低的沉淀物导致分离困难等问题，增加了分离难度。目前，吸附法因其简便、高效和低成本的特性被广泛地应用到废水处理中。吸附法主要是利用固体吸附剂将目标组分吸附，再通过加热或震荡等方法将被吸附组分解吸以达到去除溶液中重金属离子的效果。

专利CN114849658A公开了一种硫基化壳聚糖纤维吸附剂。利用硫基化壳聚糖纤维吸附剂中的硫基团与Ag(I)的特异性结合，实现对废水中Ag(I)的高效吸附。虽然对Ag(I)具有良好的去除效果，但其致密的空间网络结构会影响吸附效率，此外其只适合吸附低浓度的含Ag(I)废水。

使用吸附法处理废水中重金属离子的前提是选择一种合适的吸附剂，通常吸附剂具有较大的比表面积、丰富的孔隙率、易于分离以及高的稳定性，可以将水中吸附质有效吸附。因此，研发一种具有环境友好、容易分离、具有高吸附容量和结构稳定性的吸附材料十分重要。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种不同成分多级网络固定二硫化钼的吸附剂和制备方法及其应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种不同成分多级网络固定二硫化钼的吸附剂的制备方法，包含如下步骤：

1)将聚乙烯吡咯烷酮、四水合钼酸铵、硫脲和水混合进行反应后真空冷冻干燥，得到MoS₂；

2)将三聚氰胺泡沫浸入到氧化石墨烯、二硫化钼和抗坏血酸钠的混合溶液中进行反应后真空冷冻干燥，得到MoS₂/rGO/MF；

3)将MoS₂/rGO/MF浸入海藻酸钠溶液中，然后浸入氯化钙溶液中进行交联反应后真空冷冻干燥，得到不同成分多级网络固定二硫化钼的吸附剂。