一種處理水中六價(jià)鉻污染的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及水中六價(jià)鉻污染的處理技術(shù)。本發(fā)明結(jié)合介孔氧化硅材料與螯合樹(shù)脂各自的優(yōu)點(diǎn)，將螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料投入到含六價(jià)鉻的水溶液中，利用螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料選擇性吸附水溶液中的六價(jià)鉻，分離吸附有六價(jià)鉻離子的吸附材料即可脫除水溶液中的六價(jià)鉻。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、去除效率高、成本低、安全性好、可重復(fù)使用、不引起二次污染等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)清除水中的六價(jià)鉻離子具有重要意義，在污水處理、凈化飲用水等資源環(huán)境領(lǐng)域有很廣闊的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種處理水中六價(jià)鉻污染的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種脫除水溶液中六價(jià)鉻離子的方法，屬于污染修復(fù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻是動(dòng)物和人體必須的微量元素之一。鉻主要以Cr (III)和Cr ( VI)兩種形態(tài)存在環(huán)境中，Cr(III)相比Cr(VI)相對(duì)穩(wěn)定，毒性也相對(duì)較小。大量的鉻進(jìn)入環(huán)境對(duì)人體，植物和動(dòng)物都會(huì)產(chǎn)生很大的危害。在美國(guó)，Cr被認(rèn)為是與Hg、Cd、Pb并列的四種主要污染物質(zhì)之一。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)生鉻污染的主要生產(chǎn)和工藝已經(jīng)涉及冶金、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，上述工業(yè)生產(chǎn)中，均可產(chǎn)生含鉻“三廢”。這些污染物的排放已經(jīng)造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，并長(zhǎng)期殘留于環(huán)境中，通過(guò)地球化學(xué)過(guò)程污染地下水，通過(guò)生物地球化學(xué)過(guò)程污染整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，特別是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)食物鏈危害動(dòng)物與人類(lèi)的健康。因此研究六價(jià)鉻的吸附和解吸特性，對(duì)重金屬污染的防治與修復(fù)具有重要意義。
[0003]螯合樹(shù)脂作為一種新型的功能高分子材料，具有吸附容量大、吸附選擇性好、種類(lèi)多等優(yōu)點(diǎn)，是一類(lèi)極具應(yīng)用前景的吸附分離材料。學(xué)者們可以通過(guò)改變其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的方法制備出新的螯合樹(shù)脂，使其在吸附分離方向展現(xiàn)出了廣闊的研究前景。其中含N、S元素的螯合樹(shù)脂對(duì)水溶液中貴重金屬離子具有較高的吸附容量和較好的吸附選擇性。介孔氧化硅材料具有均一有序的孔道、可調(diào)節(jié)的孔徑、較大的比表面積以及良好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，在催化領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著的成果，而其在吸附分離中的應(yīng)用也展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。
[0004]本發(fā)明利用螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料對(duì)六價(jià)鉻良好的吸附性和其本身的沉淀效果，從含六價(jià)鉻水溶液中脫除六價(jià)鉻離子。螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料經(jīng)水熱合成技術(shù)而制備，得到干燥的、耐運(yùn)輸、易保藏的固體。投入到含一定濃度六價(jià)鉻離子的溶液，控制工藝條件脫除重金屬六價(jià)鉻，為含六價(jià)鉻污水處理提供一種方法。
[0005]目前未見(jiàn)采用螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料脫除水溶液中六價(jià)鉻離子的專(zhuān)利方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于有效脫除水溶液中六價(jià)鉻離子。
[0007]基于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種處理水中六價(jià)鉻污染的方法，其特征在于螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅 材料的制備以及脫除水溶液中六價(jià)鉻的方法，其步驟是:
(1)含六價(jià)鉻的溶液經(jīng)過(guò)濾后引入反應(yīng)器，調(diào)節(jié)溶液pH在1、；
(2)調(diào)節(jié)溶液溫度處于2飛(TC；
(3)調(diào)節(jié)含六價(jià)鉻的溶液中六價(jià)鉻離子濃度為〈1000mg/L,
(4)將合成的螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y，其中x為有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比，y為有機(jī)物中三聚氰胺與硫脲的摩爾比，有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比為1:1~20:1，三聚氰胺與硫脲的摩爾比為10:1~1:10，以一定比例投入到過(guò)濾后的含六價(jià)鉻溶液中，保持固液比在0.1-5 g/L；
(5)引入攪拌震蕩器，控制速率在0-250rpm；
(6)控制吸附時(shí)間在5~90min ；
(7)反應(yīng)后的液體經(jīng)過(guò)固液分離器分離后導(dǎo)入其他反應(yīng)器中；
(8)取經(jīng)固液分離器分離后的液體，二苯碳酰二肼分光光度法分析水溶液中殘余的六價(jià)鉻濃度；
【權(quán)利要求】
1.一種處理水中六價(jià)鉻污染的方法，其特征在于螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料的制備以及脫除水溶液中六價(jià)鉻的方法，其步驟是: 含六價(jià)鉻的溶液經(jīng)過(guò)濾后引入反應(yīng)器，調(diào)節(jié)溶液PH在1、； 調(diào)節(jié)溶液溫度處于2飛(TC ； 調(diào)節(jié)含六價(jià)鉻的溶液中六價(jià)鉻離子濃度為〈1000 mg/L， 將合成的螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y，其中x為有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比，I為有機(jī)物中三聚氰胺與硫脲的摩爾比，有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比為1:1~20:1，三聚氰胺與硫脲的摩爾比為10:1~1:10，以一定比例投入到過(guò)濾后的含六價(jià)鉻溶液中，保持固液比在0.1~5 g/L； 引入攪拌震蕩器，控制速率在0-250 rpm ； 控制吸附時(shí)間在5~90 min ； 反應(yīng)后的液體經(jīng)過(guò)固液分離器分離后導(dǎo)入其他反應(yīng)器中； 取經(jīng)固液分離器分離后的液體，二苯碳酰二肼分光光度法分析水溶液中殘余的六價(jià)鉻濃度； 計(jì)算六價(jià)鉻脫除率
2.如權(quán)利要求1所述處理水中六價(jià)鉻污染的方法，其特征在于所述螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化娃材料MFT/S15-x-y的制備方法包括如下步驟: 合成液A的制備:取適量37 wt.%的甲醛水溶液和適量的去離子水，用氫氧化鈉(0.lmol/L)溶液調(diào)整上述溶液pH值至6.5-9.5，之后加入一定量的三聚氰胺和硫脲，于30~80 0C下攪拌5~24小時(shí)形成溶液A ； 合成液B的制備:取適量P123加入燒杯中，再加入適量(4 mol/L)HCl溶液和去離子水，在25飛O °(:下攪拌使P123完全溶解，然后加入適量正硅酸乙酯，攪拌:Tl2 h，形成溶液B ； 將溶液A與溶液B以摩爾比1:1~20:1混和，在3(T80 °C下繼續(xù)攪拌12~24 h后，再于30~80 0C下陳化48小時(shí)。
3.將得到的白色沉淀過(guò)濾，洗漆，然后干燥，用乙醇索氏抽提24~72小時(shí)，即得螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料； MFT/S15-x-y，其中x為有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比，y為有機(jī)物中三聚氰胺與硫脲的摩爾比。
4.有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的摩爾比為1:1~20:1，三聚氰胺與硫脲的摩爾比為10:1~1:10。
5.如權(quán)利要求1所述的處理水中六價(jià)鉻污染的方法，其特征在于溶液溫度為2飛O0C,PH范圍為I~9，吸附過(guò)程振蕩頻率為(T250r/min，被處理液六價(jià)鉻離子濃度為(TlOOO mg/L，加入螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料量為0.1~5 g/L，處理時(shí)間為5~90 min，然后分離吸附有六價(jià)鉻離子的螯合樹(shù)脂修飾的介孔氧化硅材料。
【文檔編號(hào)】C02F101/22GK103896360SQ201410154925
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】陶亮, 喻寧亞 申請(qǐng)人:湖南師范大學(xué), 廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所