本發(fā)明涉及環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種重金屬吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，重金屬廢水處理方法主要有三類：化學(xué)反應(yīng)去除法、吸附濃縮分離去除法以及微生物或植物去除法。第一類是廢水中重金屬離子通過化學(xué)反應(yīng)除去的方法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學(xué)還原法、電化學(xué)還原法和高分子重金屬捕集劑法等；第二類是使廢水中的重金屬在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發(fā)和凝固法、離子交換和膜分離等；第三類是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，其中包括生物絮凝、生物化學(xué)法和植物生態(tài)修復(fù)等。重金屬廢水的傳統(tǒng)處理工藝普遍存在成本高、反應(yīng)慢、易造成二次污染、低濃度廢水處理難等缺點。
吸附法是利用吸附劑的獨特結(jié)構(gòu)往除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的常用吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。吸附法處理重金屬廢水具有高效、簡便和選擇性好等優(yōu)點，特別是對低濃度、污染性強(qiáng)、其他方法難以有效處理的重金屬廢水具有獨特的應(yīng)用價值。但目前工業(yè)上使用的吸附劑價格昂貴，廣泛應(yīng)用受到限制，重金屬的回收，吸附劑的再生和二次污染也是吸附法處理重金屬廢水中的難點。常用的吸附劑活性炭在廢水治理中應(yīng)用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質(zhì)很難達(dá)到回用要求，一般僅用于電鍍廢水的預(yù)處理。赤玉土是由火山灰堆積而成，是運用最廣泛的一種土壤介質(zhì)。但是單獨的赤玉土吸附重金屬效率低，如何對其簡單處理使其提高吸附重金屬效率，是本專利需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種重金屬吸附劑及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土27-35份、二氯乙酸13-21份、異丙醇鈦2-6份、水楊醇5-12份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土29-33份、二氯乙酸15-19份、異丙醇鈦3-5份、水楊醇7-10份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土31份、二氯乙酸17份、異丙醇鈦4份、水楊醇9份。
本發(fā)明另一目的是提供一種重金屬吸附劑的制備方法，由以下步驟組成：
1)將二氯乙酸與其質(zhì)量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液；
2)將赤玉土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在99-101℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
本發(fā)明另一目的是提供所述吸附劑在污水處理中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中赤玉土與異丙醇鈦混合研磨，再利用二氯乙酸超聲處理、水楊醇微波處理等步驟制得的吸附劑，對重金屬的吸附效率極高，而且可重復(fù)使用100次以上。本發(fā)明重金屬吸附劑的吸附容量高，吸附速度快；制備方法簡單，使用后酸處理即可回收重金屬，再450℃高溫煅燒即可再生，可重復(fù)利用次數(shù)高；解吸附完全，重金屬回收成本低；處理重金屬廢水具有處理成本低，工藝簡單，不存在二次污染，吸附劑可多次重復(fù)使用，重金屬回收容易，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，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施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實施例1
本發(fā)明實施例中，一種重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土27份、二氯乙酸13份、異丙醇鈦2份、水楊醇5份。
將二氯乙酸與其質(zhì)量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將赤玉土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在99℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持90-100％的吸附容量。
實施例2
本發(fā)明實施例中，一種重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土35份、二氯乙酸21份、異丙醇鈦6份、水楊醇12份。
將二氯乙酸與其質(zhì)量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將赤玉土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在101℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持90-100％的吸附容量。
實施例3
本發(fā)明實施例中，一種重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土29份、二氯乙酸15份、異丙醇鈦3份、水楊醇7份。
將二氯乙酸與其質(zhì)量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將赤玉土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持92-100％的吸附容量。
實施例4
本發(fā)明實施例中，一種重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土33份、二氯乙酸19份、異丙醇鈦5份、水楊醇10份。
將二氯乙酸與其質(zhì)量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將赤玉土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持92-100％的吸附容量。
實施例5
本發(fā)明實施例中，一種重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土31份、二氯乙酸17份、異丙醇鈦4份、水楊醇9份。
將二氯乙酸與其質(zhì)量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將赤玉土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為70-80mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持93-100％的吸附容量。
對比例1
除不含有二氯乙酸外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經(jīng)測試，該吸附劑的吸附容量為10-30mg/g，該吸附劑重復(fù)使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
對比例2
除不含有異丙醇鈦外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經(jīng)測試，該吸附劑的吸附容量為10-30mg/g，該吸附劑重復(fù)使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
對比例3
除不含有二氯乙酸以及異丙醇鈦外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經(jīng)測試，該吸附劑的吸附容量為10-20mg/g，該吸附劑重復(fù)使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
實施例1-5及對比例1-3制得的吸附劑再生5次后的結(jié)果如表1所示。
表1
因此，由表1可得出，經(jīng)過其它原料處理后的赤玉土的吸附容量大、重復(fù)使用次數(shù)多。
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現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實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施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(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施方式。