技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬離子吸附領(lǐng)域，特別涉及一種六價鉻離子吸附劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

而隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，水泥越來越廣泛地用作各行業(yè)廢棄物（包括危險廢棄物）的消納和穩(wěn)定/固化處理。近幾年來，水泥窯協(xié)同處理工業(yè)廢棄物、城市垃圾甚至危險廢棄物顯示出巨大的經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢，被認(rèn)為是21世紀(jì)水泥和廢棄物處理的發(fā)展方向。一般來說，在水泥熟料高溫?zé)蛇^程中，有機組分大部分分解揮發(fā)，而大部分無機有害組分（主要是重金屬離子和有毒、有害組分，如Pb、Hg、Cd、As和Cr等）則會保留在熟料中，從而使得通用水泥中環(huán)境有害組分的含量增加。目前，我國對于通用水泥產(chǎn)品的可溶性六價鉻離子進(jìn)行限量，但是現(xiàn)有的水泥難免可溶性六價鉻含量過高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種六價鉻離子吸附劑。

本發(fā)明的另一個目的在于提供上述六價鉻離子吸附劑在水泥中的應(yīng)用。

一種六價鉻離子吸附劑，化學(xué)式為C₃₃H₁₅S₆O₆Al；其中，C₃₃H₁₅S₆O₆為5',5''',5'''''-(苯-1,3,5-三基)三(([2,2'-聯(lián)噻吩]-5-羧酸))根，所述吸附劑為單斜晶系，C2/c空間群，晶胞參數(shù)為a=19.535(2) ?，b=15.331(6) ?，c=16.374(1) ?，α=γ=90 o，β=105.161(2) o，V=4903.86(7) ?³。

上述吸附劑應(yīng)用在水泥建材領(lǐng)域中。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明合成的六價鉻離子吸附劑易于制備，合成方法簡單，而且該吸收劑穩(wěn)定性好，當(dāng)其作為水泥的添加劑時，其能夠有效吸附可溶性六價鉻離子，使水泥滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的吸附劑以Al為中心的配位環(huán)境圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不是對本發(fā)明的限定。

本發(fā)明所述的六價鉻離子吸附劑的制備方法為：

將0.5mmol5',5''',5'''''-(苯-1,3,5-三基)三(([2,2'-聯(lián)噻吩]-5-羧酸))（英文為：5',5''',5'''''-(benzene-1,3,5-triyl)tris(([2,2'-bithiophene]-5-carboxylic acid))）和0.5mmol硝酸鋁溶于5mL蒸餾水、10mL乙醇和10mL二甲基乙酰胺的混合溶劑當(dāng)中，用氨水將其pH調(diào)節(jié)為8，在室溫下攪拌形成混合液A，然后將所述混合液A轉(zhuǎn)移到微波反應(yīng)瓶中密封，將反應(yīng)瓶放入微波儀中，設(shè)定輻射功率650W，反應(yīng)時間為60分鐘，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)結(jié)束后得到混合液B；隨后將混合液B轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中，將其放在160℃烘箱中反應(yīng)48小時后降至室溫過濾得到所述六價鉻離子吸附劑。本發(fā)明采用微波合成產(chǎn)生小晶核，然后然后再高溫溶劑熱得到本發(fā)明所用的吸附劑。

其中，5',5''',5'''''-(苯-1,3,5-三基)三(([2,2'-聯(lián)噻吩]-5-羧酸))化學(xué)結(jié)構(gòu)如下所示：

然后將上述吸附劑進(jìn)行單晶表征。

該吸附劑的X射線衍射數(shù)據(jù)是在Bruker Smart Apex CCD面探衍射儀上，用MoK_α輻射(λ = 0.71073 ?)，以ω掃描方式收集并進(jìn)行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解結(jié)構(gòu)，然后用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標(biāo)，并用理論加氫法得到氫原子位置(C?H 1.083 ?)，用最小二乘法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。計算工作在PC機上用SHELXTL程序包完成。

經(jīng)測試解析可知，該吸附劑的化學(xué)式為C₃₃H₁₅S₆O₆Al；其中，C₃₃H₁₅S₆O₆為5',5''',5'''''-(苯-1,3,5-三基)三(([2,2'-聯(lián)噻吩]-5-羧酸))根，所述吸附劑為單斜晶系，C2/c空間群，晶胞參數(shù)為a=19.535(2) ?，b=15.331(6) ?，c=16.374(1) ?，α=γ=90 o，β=105.161(2) o，V=4903.86(7) ?³，Z=8。

該金屬離子吸附劑配位示意圖如圖1所示，Al原子采取6配位的模式，其中每個Al原子分別與3個5',5''',5'''''-(苯-1,3,5-三基)三(([2,2'-聯(lián)噻吩]-5-羧酸))分子上的6個O原子配位、而一個5',5''',5'''''-(苯-1,3,5-三基)三(([2,2'-聯(lián)噻吩]-5-羧酸))上三個方向上的羧酸則與3個鋁原子配位。從圖中可知，側(cè)面的S可以有效對六價鉻離子進(jìn)行吸附。

然后將上述吸附劑作為添加劑運用于水泥中。

實施例1

一種水泥，由如下重量份數(shù)的組分組成：

硅酸鹽水泥熟料65份；石膏10份；粉煤灰35份；上述制備方法所得的六價鉻離子吸附劑0.5份。

實施例2

一種水泥，由如下重量份數(shù)的組分組成：

硅酸鹽水泥熟料65份；石膏10份；粉煤灰35份；5',5''',5'''''-(苯-1,3,5-三基)三(([2,2'-聯(lián)噻吩]-5-羧酸))0.5份。

實施例3

一種水泥，由如下重量份數(shù)的組分組成：

硅酸鹽水泥熟料65份；石膏10份；粉煤灰35份。

然后將上述實施例按照GB 31893-2015《水泥中水溶性鉻（Ⅵ）的限量及測定方法》進(jìn)行檢測。測試結(jié)果如下：

實施例1：2.3mg/kg；實施例2：11.5mg/kg；實施例3：14.8mg/kg。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。