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      一種重金屬的吸附材料及其制備方法和應(yīng)用與流程

      文檔序號:12352584閱讀:229來源:國知局

      本發(fā)明涉及水處理材料技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種重金屬的吸附材料及其制備方法和應(yīng)用。



      背景技術(shù):

      砷是毒性很強(qiáng)的元素之一,也是各國飲水標(biāo)準(zhǔn)中主要去除的無機(jī)毒素。在自然界水體中多以三價和五價狀態(tài)存在。然而其作為一種金屬元素,不是以普通陽離子的狀態(tài)存在,而主要以亞砷酸根和砷酸根形式存在。即使現(xiàn)代的技術(shù)如反滲透膜(RO)對三價砷的去除率僅為50%左右,不能滿足對砷的過濾需求。另外,過濾材料對砷和毒性極大的重金屬過濾,必須兼顧吸附后的固定問題。傳統(tǒng)多孔陶瓷和陶瓷濾芯利用硅藻土的天然多孔結(jié)構(gòu)可以去除細(xì)菌和大分子有機(jī)物,但不能去除離子狀態(tài)的砷和重金屬?,F(xiàn)有的技術(shù)中多采用蒙脫石、麥飯石等原料,其對重金屬離子和致害毒素有很強(qiáng)的吸附力,硅灰石在我國具有極大的儲量,但是其久置水中不膨脹,吸附重金屬效果差,所以采用硅灰石為原料用于處理重金屬等的相關(guān)信息較少。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的在于提供一種去除率高、可重復(fù)使用的重金屬的吸附材料及其制備方法和應(yīng)用,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:

      一種重金屬的吸附材料,由以下按照重量份的原料組成:硅灰石38-46份、四氫糠醇11-19份、乙酸鈣3-7份、聚乙烯樹脂15-23份。

      作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述重金屬的吸附材料,由以下按照重量份的原料組成:硅灰石40-44份、四氫糠醇13-17份、乙酸鈣4-6份、聚乙烯樹脂17-21份。

      作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述重金屬的吸附材料,由以下按照重量份的原料組成:硅灰石42份、四氫糠醇15份、乙酸鈣5份、聚乙烯樹脂19份。

      本發(fā)明另一目的是提供一種重金屬的吸附材料的制備方法,由以下步驟組成:

      1)將四氫糠醇與其質(zhì)量9.8倍的水混合,制得四氫糠醇溶液;將乙酸鈣與其質(zhì)量3.8倍的去離子水混合,制得乙酸鈣溶液;

      2)將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨,過100目篩,然后加入四氫糠醇溶液,并在83℃下密封加熱攪拌處理65-70min,然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液,再升溫至128℃超聲處理30min,然后在100℃的溫度下攪拌至干,再在330℃的溫度下煅燒3.8h,即得過濾材料。

      本發(fā)明另一目的是提供所述過濾材料在水處理中的應(yīng)用。

      與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:

      本發(fā)明的過濾材料對三價砷和五價砷具有高吸附固定功能,本發(fā)明在水力接觸時間10秒的情況下,可以去除砷鉛鉻汞錳離子去除率達(dá)90%以上;經(jīng)本發(fā)明的過濾材料過濾后的水具有穩(wěn)定的弱堿性。本發(fā)明的過濾材料對六價鉻離子具有強(qiáng)還原性,對有毒的六價鉻,可以還原為無毒且有益的三價鉻;本發(fā)明的過濾材料對水中的余氯氣及消毒副產(chǎn)品,也有去除效果。本發(fā)明的過濾材料主要應(yīng)用水和廢水過濾,在使用后,可以用酸處理后、重新煅燒,實(shí)現(xiàn)材料重復(fù)循環(huán)使用;本發(fā)明提供的制備方法反應(yīng)條件溫和,操作簡單,成本低。

      具體實(shí)施方式

      下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

      實(shí)施例1

      本發(fā)明實(shí)施例中,一種重金屬的吸附材料,由以下按照重量份的原料組成:硅灰石38份、四氫糠醇11份、乙酸鈣3份、聚乙烯樹脂15份。

      將四氫糠醇與其質(zhì)量9.8倍的水混合,制得四氫糠醇溶液;將乙酸鈣與其質(zhì)量3.8倍的去離子水混合,制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨,過100目篩,然后加入四氫糠醇溶液,并在83℃下密封加熱攪拌處理65min,然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液,再升溫至128℃超聲處理30min,超聲功率為600W,然后在100℃的溫度下攪拌至干,再在330℃的溫度下煅燒3.8h,即得過濾材料。

      實(shí)施例2

      本發(fā)明實(shí)施例中,一種重金屬的吸附材料,由以下按照重量份的原料組成:硅灰石46份、四氫糠醇19份、乙酸鈣7份、聚乙烯樹脂23份。

      將四氫糠醇與其質(zhì)量9.8倍的水混合,制得四氫糠醇溶液;將乙酸鈣與其質(zhì)量3.8倍的去離子水混合,制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨,過100目篩,然后加入四氫糠醇溶液,并在83℃下密封加熱攪拌處理70min,然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液,再升溫至128℃超聲處理30min,超聲功率為600W,然后在100℃的溫度下攪拌至干,再在330℃的溫度下煅燒3.8h,即得過濾材料。

      實(shí)施例3

      本發(fā)明實(shí)施例中,一種重金屬的吸附材料,由以下按照重量份的原料組成:硅灰石40份、四氫糠醇13份、乙酸鈣4份、聚乙烯樹脂17份。

      將四氫糠醇與其質(zhì)量9.8倍的水混合,制得四氫糠醇溶液;將乙酸鈣與其質(zhì)量3.8倍的去離子水混合,制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨,過100目篩,然后加入四氫糠醇溶液,并在83℃下密封加熱攪拌處理68min,然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液,再升溫至128℃超聲處理30min,超聲功率為600W,然后在100℃的溫度下攪拌至干,再在330℃的溫度下煅燒3.8h,即得過濾材料。

      實(shí)施例4

      本發(fā)明實(shí)施例中,一種重金屬的吸附材料,由以下按照重量份的原料組成:硅灰石44份、四氫糠醇17份、乙酸鈣6份、聚乙烯樹脂21份。

      將四氫糠醇與其質(zhì)量9.8倍的水混合,制得四氫糠醇溶液;將乙酸鈣與其質(zhì)量3.8倍的去離子水混合,制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨,過100目篩,然后加入四氫糠醇溶液,并在83℃下密封加熱攪拌處理68min,然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液,再升溫至128℃超聲處理30min,超聲功率為600W,然后在100℃的溫度下攪拌至干,再在330℃的溫度下煅燒3.8h,即得過濾材料。

      實(shí)施例5

      本發(fā)明實(shí)施例中,一種重金屬的吸附材料,由以下按照重量份的原料組成:硅灰石42份、四氫糠醇15份、乙酸鈣5份、聚乙烯樹脂19份。

      將四氫糠醇與其質(zhì)量9.8倍的水混合,制得四氫糠醇溶液;將乙酸鈣與其質(zhì)量3.8倍的去離子水混合,制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨,過100目篩,然后加入四氫糠醇溶液,并在83℃下密封加熱攪拌處理68min,然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液,再升溫至128℃超聲處理30min,超聲功率為600W,然后在100℃的溫度下攪拌至干,再在330℃的溫度下煅燒3.8h,即得過濾材料。

      對比例1

      除不含有四氫糠醇外,其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。

      對比例2

      除不含有乙酸鈣外,其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。

      對比例3

      除不含有四氫糠醇以及乙酸鈣外,其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。

      實(shí)施例6

      對實(shí)施例5及對比例1-3所得過濾材料對飲用水的過濾效果

      1.測試方法

      鉛、砷、鎘去除率:參照MOH《生活飲用水水質(zhì)處理器衛(wèi)生安全與功能評價規(guī)范-一般水質(zhì)處理器》&EPA200.8ICP/MS;

      汞去除率:參照MOH《生活飲用水水質(zhì)處理器衛(wèi)生安全與功能評價規(guī)范-一般水質(zhì)處理器》&GB/T5750.6-2006生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法金屬指標(biāo)原子熒光法;

      六價鉻去除率:參照MOH《生活飲用水水質(zhì)處理器衛(wèi)生安全與功能評價規(guī)范-一般水質(zhì)處理器》&GB/T5750.6-2006生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法金屬指標(biāo);

      2.測試結(jié)果:參見表1。

      表1

      實(shí)施例5所得過濾材料使用后的穩(wěn)定性試驗(yàn):

      按照國際標(biāo)準(zhǔn):EPA TCLP CD-ROM 1311-1July 1992

      METHOD 1311TOXICITY CHARACTERISTIC LEACHING PROCEDURE進(jìn)行模擬試驗(yàn)。檢測結(jié)果吸附固定的砷鎘汞鉛鉻等重金屬不超標(biāo)或未檢出。

      對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié),而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此,無論從哪一點(diǎn)來看,均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

      此外,應(yīng)當(dāng)理解,雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述,但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體,各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

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