專利名稱：：一種重金屬復(fù)合吸附劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種重金屬復(fù)合吸附劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平提高，重金屬進(jìn)入環(huán)境的機(jī)會(huì)顯著增多，對(duì)土壤、水體、大氣、固廢、食品等造成了不同程度的污染，同時(shí)這些重金屬通過食物鏈進(jìn)入人體，嚴(yán)重威脅著人體健康。由于重金屬在環(huán)境中具有相對(duì)穩(wěn)定性和難降解性，很難從環(huán)境中清除出來，使得重金屬污染治理十分困難。因此，重金屬污染已經(jīng)成為環(huán)境綜合治理工作中的新難點(diǎn)、新課題，如何控制、治理和修復(fù)重金屬污染成為政府、專家和公眾共同關(guān)注的熱點(diǎn)。重金屬污染問題引起人們的廣泛關(guān)注最先是從其對(duì)人體健康的影響開始的。特別是我國(guó)加人WTO后，農(nóng)產(chǎn)品中重金屬超標(biāo)問題已成為國(guó)際貿(mào)易中的一道綠色壁壘，阻礙我國(guó)產(chǎn)品打人國(guó)際市場(chǎng)，我們與國(guó)外農(nóng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)在某種程度上是"綠色食品"、"食品安全"意義上的競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)前，農(nóng)產(chǎn)品中重金屬和農(nóng)藥的殘留問題、重金屬沿食物鏈向生物體可食部位的遷移積累問題以及重金屬污染與疾病發(fā)生相關(guān)性等方面的研究相當(dāng)活躍。對(duì)農(nóng)村和工業(yè)區(qū)動(dòng)物器官中重金屬含量分析表明，Pb、Cd、Zn、Cu、Mn和Fe在動(dòng)物肌肉、肝、腎、心和脾中的含量工業(yè)區(qū)均高于農(nóng)村。對(duì)幾種可食性蔬菜中的重金屬研究表明，我國(guó)一些蔬菜中重金屬含量已超過FAO和WHO允許的標(biāo)準(zhǔn)值。土壤污染修復(fù)的前提是解決水污染問題。在重金屬水污染的治理中，由于成分復(fù)雜，難度較大，因而對(duì)新材料的需求也更為迫切。在城市水處理和工業(yè)廢水處理領(lǐng)域中，聚丙烯酰胺是目前我國(guó)使用最多的絮凝劑，但在重金屬的去除中吸附是更有效的技術(shù)。在眾多的水處理材料開發(fā)中，近年來黏土礦物吸附劑普遍受到關(guān)注，己成為礦物學(xué)、環(huán)境學(xué)以及材料學(xué)等領(lǐng)域的研究開發(fā)熱點(diǎn)。黏土礦物主要包括蒙脫石族、伊利石族、蛭石族、高嶺石族、凹凸棒石族等礦物。其中，硅藻土由于其比表面積大、孔隙率高等特性而對(duì)水中有害污染物質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附能力，是去除廢水中重金屬元素較為理想的低成本吸附劑之一。但天然硅藻土對(duì)金屬離子的吸附容量仍然有限。因此，近年來，有機(jī)一無機(jī)復(fù)合材料受到了極大的關(guān)注，研究發(fā)現(xiàn)黏土與高分子材料復(fù)合后，具有黏土所不具備的特殊性能，綜合性能有很大改善。所以，將硅藻土與丙烯酰胺等進(jìn)行聚合開發(fā)水處理吸附劑成為目前的重要發(fā)展方向。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)污染水體(湖泊和水庫等)而提供一種具有成本低、吸附量大的重金屬復(fù)合吸附劑及其制備方法。本發(fā)明通過以下措施來實(shí)現(xiàn)硅藻土主要是由硅藻形成的一種硅質(zhì)生物沉積巖。硅藻土一般為白色、灰白色、灰黃色、灰綠色等，外形為塊狀、頁狀、層狀。硅藻土具有不溶于酸，化學(xué)性能穩(wěn)定，可耐1400度高溫、孔隙度高、比表面積大、導(dǎo)熱系數(shù)小等特點(diǎn)，所以它的應(yīng)用范圍極廣。硅藻土具有獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)和顆粒分布特征，可形成高度滲透性的過濾層，從而能夠截留各種雜質(zhì)微粒，濾除最細(xì)小的懸浮固體，甚至可以濾除l一O.l微米大小的微粒雜質(zhì)。使濾液達(dá)到高度潔凈。所以，硅藻土是一種理想的過濾介質(zhì)，將它作為助濾劑己成為其應(yīng)用的新興發(fā)展方向，已用于處理污水、工業(yè)廢水、飲用水、游泳池水等水的過濾。本發(fā)明采用廉價(jià)的硅藻土以及丙烯酰胺作為復(fù)合吸附劑的主要原料，添加引發(fā)劑和交聯(lián)劑，在水溶液中經(jīng)接枝共聚、交聯(lián)、干燥、粉碎可制成復(fù)合型吸附劑。一種重金屬復(fù)合吸附劑，其特征在于吸附劑原料的質(zhì)量份數(shù)為丙烯酰胺100份，硅藻土12-67份，交聯(lián)劑0.05-1.8份，引發(fā)劑0.05-1.8份；其中交聯(lián)劑選自硫酸鋁或者W亞甲基雙丙烯酰胺；引發(fā)劑選自硝酸鈰銨、過硫酸銨或偶?xì)宥惗』啕}酸鹽。一種重金屬復(fù)合吸附劑的制備方法，其特征在于吸附劑原料的質(zhì)量份數(shù)為丙烯酰胺100份，硅藻土12-67份，交聯(lián)劑0.05-1.8份，引發(fā)劑0.05-1.8份;將丙烯酰胺配制成水溶液，在攪拌下加入硅藻土、然后加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，升溫至60-90。C反應(yīng)3-5小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物干燥后粉碎。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)由于使用了廉價(jià)的硅藻土，使復(fù)合吸附劑的成本大大降低。該復(fù)合吸附劑具有較高的吸附重金屬的能力，將其置于湖泊中可動(dòng)態(tài)吸附湖泊中的重金屬離子。吸附飽和后通過稀酸溶液可以解吸附,吸附劑可再生利用。復(fù)合吸附劑制備工藝簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模生產(chǎn)。該吸附劑具有較大的比表面積和良好的吸附性能，可用于去除水中鉛和銅污染物，復(fù)合吸附劑在稀酸溶液中可以再生。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1:將2克天然的硅藻土置于燒杯中，加入30mL蒸餾水，攪拌30分鐘。稱取丙烯酰胺16克，加入20毫升蒸餾水，攪拌下溶解。將已攪拌成懸浮液的硅藻土加入丙烯酰胺溶液中，再加入A^V'亞甲基雙丙烯酰胺0.01克，攪拌30分鐘后加入過硫酸銨0.018克。升溫至9(TC，保持3小時(shí)。將產(chǎn)物在7(TC下烘至恒重，粉碎，過40目網(wǎng)篩。實(shí)施例2:將25克天然的硅藻土置于燒杯中，加入350mL蒸餾水，攪拌30分鐘。稱取丙烯酰胺150克，加入180毫升蒸餾水，攪拌下溶解。將己攪拌成懸浮液的硅藻土加入丙烯酰胺溶液中，再加入硫酸鋁0.16克，攪拌30分鐘后加入硝酸鈰銨0.21克。升溫至8(TC，保持5小時(shí)。將產(chǎn)物在70。C下烘至恒重，粉碎，過40目網(wǎng)篩。實(shí)施例3:將320克天然的硅藻土置于燒杯中，加入3000mL蒸餾水，攪拌30分鐘。稱取丙烯酰胺1250克，加入2500毫升蒸餾水，攪拌下溶解。將已攪拌成懸浮液的硅藻土加入丙烯酰胺溶液中，再加入過硫酸銨1.8克，攪拌30分鐘后加入偶?xì)宥惗』啕}酸鹽2.5克。升溫至9(TC，保持3小時(shí)。將產(chǎn)物在70。C下烘至恒重，粉碎，過40目網(wǎng)篩。實(shí)施例4:將100克天然的硅藻土置于燒杯中，加入3000mL蒸餾水，攪拌30分鐘。稱取丙烯酰胺150克，加入2000毫升蒸餾水，攪拌下溶解。將已攪拌成懸浮液的硅藻土加入丙烯酰胺溶液中，再加入7V,iV'亞甲基雙丙烯酰胺1.5克，攪拌30分鐘后加入過硫酸銨2.5克。升溫至70。C，保持4小時(shí)。將產(chǎn)物在70。C下烘至恒重，粉碎，過40目網(wǎng)篩。準(zhǔn)確稱取實(shí)施例1-4制備的樣品0.1000g，在50ml錐形瓶中，加入pH值6.00的25.00ml0.01mol/L的鉛溶液和銅溶液，放入搖床中震蕩2h后取出，放入離心機(jī)中離心，取出后分析上清液鉛的含量，計(jì)算吸附量。產(chǎn)品對(duì)鉛和銅的吸附量見表1和表2。表1產(chǎn)品對(duì)鉛的吸附量<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2產(chǎn)品對(duì)銅的吸附量<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種重金屬復(fù)合吸附劑，其特征在于吸附劑原料的質(zhì)量份數(shù)為丙烯酰胺100份，硅藻土12-67份，交聯(lián)劑0.05-1.8份，引發(fā)劑0.05-1.8份；其中交聯(lián)劑選自硫酸鋁或者N，N′亞甲基雙丙烯酰胺；引發(fā)劑選自硝酸鈰銨、過硫酸銨或偶?xì)宥惗』啕}酸鹽。2、如權(quán)利要求l所述吸附劑的制備方法，其特征在于吸附劑原料的質(zhì)量份數(shù)為丙烯酰胺100份，硅藻土12-67份，交聯(lián)劑0.05-1.8份，弓l發(fā)劑0.05-1.8份；將丙烯酰胺配制成水溶液，在攪拌下加入硅藻土、然后加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，升溫至60-9(TC反應(yīng)3-5小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物干燥后粉碎。全文摘要本發(fā)明公開了一種重金屬復(fù)合吸附劑及其制備方法。吸附劑原料的質(zhì)量份數(shù)為丙烯酰胺100份，硅藻土12-67份，交聯(lián)劑0.05-1.8份，引發(fā)劑0.05-1.8份。該吸附劑具有較大的比表面積和良好的吸附性能，可用于去除水中鉛和銅污染物，復(fù)合吸附劑在稀酸溶液中可以再生。文檔編號(hào)B01J20/22GK101664672SQ20081015085公開日2010年3月10日申請(qǐng)日期2008年9月4日優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日發(fā)明者楊效和,王愛勤,鄭易安申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所