專利名稱：一種去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法，具體涉及利用棉花纖維負載著二氯氧鋯制得的復合吸附材料處理天然水體中的鉛離子的方法，屬于環(huán)境保護中的污水凈化處理領域。
背景技術：
鉛是銀白色金屬，極易被氧化。鉛是柔軟、延展性強的弱金屬，有毒，也是重金屬。鉛的本色為青白色，在空氣中表面很快被一層暗灰色的氧化物覆蓋?？捎糜诮ㄖ牧稀U酸蓄電池、槍彈和炮彈、焊錫、獎杯和某些合金。金屬鉛的重要用途是制造蓄電池，在蓄電池里，一塊塊灰黑色的負極都是用金屬鉛做的。鉛對環(huán)境的污染，一是由冶煉、制造和使用鉛制品的工礦企業(yè)，尤其是來自有色金屬冶煉過程中所排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣造成的。二是由汽車排出的含鉛廢氣造成的，汽油中用四乙基鉛作為抗爆劑(每公斤汽油用1 3克)，在汽油燃燒過程中，鉛便隨汽車排出的廢氣進入大氣。目前世界上已有兩億多輛汽車，每年排出的總鉛量達40萬噸，成為大氣的主要鉛污染源。中國(GB5749-85)。生活飲用水水質(zhì)標準鉛含量低于0. 05mg/L。目前應對鉛離子的主要方法有吸附法，沉淀法，離子交換法。吸附法主要有利用高強聚乙烯醇螯合纖維、稻米殼吸附材料去除水中的鉛離子。沉淀法主要有利用溶膠-凝膠法制備的羥基磷灰石，通過沉淀作用去除水中的鉛離子，去除過程是一個復雜的非均相固-液反應。離子交換法主要是利用一些材料中的鈣離子與鉛離子發(fā)生離子交換，達到去除鉛離子的效果。近年來，人們進一步研究改進傳統(tǒng)方法處理水中的鉛離子的同時，逐漸轉(zhuǎn)向生物法，生物法具有高效、節(jié)能、環(huán)境友好等優(yōu)點，成為從水中脫除鉛離子等陽離子離子和回收陽離子，并將逐漸替代常處理方法。生物吸附技術以其具有吸附容量大、選擇性強、效率高、消耗少，能有效處理含低濃度溴酸根廢水等諸多優(yōu)點吸引了眾多研究人員的目光。本發(fā)明為獲得一種價格低廉、吸附能力強的非活體生物吸附劑，提供了一種利用二氯氧鋯負責在棉花纖維上制得的新型復合吸附材料，實現(xiàn)了保擴了環(huán)境，拓寬了污水生物處理過程吸附劑的選擇范圍，實現(xiàn)了廢棄物的資源化，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種利用棉花纖維負載著二氯氧鋯制得的新型復合吸附材料處理含鉛離子的天然水的方法。本發(fā)明具有吸附效率高，操作簡單方便，成本低，效果好，效率高，處理后可回收金屬離子。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的
(1)取10 15g二氯氧鋯，研磨成粉末，備用；
(2)取棉花，洗凈，在溫度為40°C 50°C烘干，稱取烘干后的棉花10 15g置于100mL。燒杯中，加入30 % 40 %的NaOH溶液50ml，攪拌堿化80 90min，過濾，濾除液體，得堿纖維；
(3)將堿纖維轉(zhuǎn)入250mL錐形瓶中，加入IOOmL蒸餾水，調(diào)節(jié)pH為中性，加入稱取的二氯氧鋯粉末3 5g，超聲波震蕩20min 30min，再加入5 IOg三氯氟甲烷，攪拌60min 70min ；
(4)過濾，在溫度為60°C 70°C烘干，研磨成粉末，即可得到新型的復合吸附材料。本發(fā)明新型復合吸附材料，具有巨大的比表面積，豐富的孔隙，可以大量吸收鉛離子；且二氯氧鋯對鉛離子有吸附性，處理過程不會產(chǎn)生新的污染離子，不會造成二次污染。本發(fā)明的吸附原理為
二氯氧鋯與水結合會生成八水合二氯氧鋯，對鉛離子有吸附性，棉花纖維內(nèi)含豐富的 空隙，極大程度的提高了吸附材料的吸附性，本發(fā)明就是利用ZrOCl2對鉛離子的吸附性從而達到去除水中鉛離子的效果。其具體方法為以8 10g/L的投放量將吸附材料加入含有O 100mg/L鉛離子的天然水中，調(diào)節(jié)pH在6. O 7. O,攪拌吸附30min 40min,吸附后水中的鉛離子含量低于 O. 05mg/L。使用本發(fā)明的有益效果
(1)本發(fā)明所選原料均屬常見材料，制作簡單，價格低廉，可以大量制造；
(2)本發(fā)明處理后水中的鉛離子含量低于O.05mg/L，達到中國引用水水質(zhì)標準；
(3)本發(fā)明吸附材料在使用過后可以通過簡單的化學處理，可以回金屬離子。
具體實施例方式本發(fā)明采用的技術方案如下
(1)取10 15g二氯氧鋯，研磨成粉末，備用；
(2)取棉花，洗凈，在溫度為40°C 50°C烘干，稱取烘干后的棉花10 15g置于IOOmL燒杯中，加入30 % 40 %的NaOH溶液50ml，攪拌堿化80 90min，過濾，濾除液體，得堿纖維；
(3)將堿纖維轉(zhuǎn)入250mL錐形瓶中，加入IOOmL蒸餾水，調(diào)節(jié)pH為中性，加入稱取的二氯氧鋯粉末3 5g，超聲波震蕩20min 30min，再加入5 IOg三氯氟甲烷，攪拌60min 70min ；
(4)過濾，在溫度為60°C 70°C烘干，研磨成粉末，即可得到新型的復合吸附材料。以下用3個實施例再詳細說明本發(fā)明
實例I
取IOg 二氯氧鋯，研磨成粉末，備用；取棉花，洗凈，在溫度為50°C烘干，稱取烘干后的棉花IOg置于IOOmL燒杯中，加入30 %的NaOH溶液50ml，攪拌堿化90min，過濾，濾除液體，得堿纖維；將堿纖維轉(zhuǎn)入250mL錐形瓶中，加入IOOmL蒸餾水，調(diào)節(jié)pH為中性，加入稱取的二氯氧鋯粉末3g，超聲波震蕩30min，再加入5g三氯氟甲烷，攪拌60min ;過濾，在溫度為70°C烘干，研磨成粉末，即可得到新型的復合吸附材料。將2g該吸附材料放入體積為500mL濃度為50mg/L含有鉛離子的水中，調(diào)節(jié)pH為6. O 7. 0，吸附60min，吸附后鉛離子濃度低于O. 05mg/L。實例2取IOg 二氯氧鋯，研磨成粉末，備用；取棉花，洗凈，在溫度為50°C烘干，稱取烘干后的棉花IOg置于IOOmL燒杯中，加入40 %的NaOH濟液50ml,攪拌堿化90min,過濾,濾除液體，得堿纖維；將堿纖維轉(zhuǎn)入250mL錐形瓶中，加入IOOmL蒸餾水，調(diào)節(jié)pH為中性，加入稱取的二氯氧鋯粉末4g，超聲波震蕩30min，再加入5g三氯氟甲烷，攪拌60min :過濾，在溫度為70°C烘干，研磨成粉末，即可得到新型的復合吸附材科。將3g該吸附材料放入體積為500mL濃度為75mg/L含有鉛離子的水中，調(diào)節(jié)pH為
6.O 7. 0，吸附60min，吸附后鉛離子濃度低于O. 05mg/L。實例3
取15g 二氯氧鋯，磨靡成粉末，備用取棉花，洗凈，在溫度為50°C烘干，稱取烘干后的棉花15g置于IOOmL燒杯中，加入40 %的NaOH溶液50ml，攪拌堿化90min，過濾，濾除液體， 得堿纖維；將堿纖維轉(zhuǎn)入250mL錐形瓶中，加入IOOmL蒸餾水，調(diào)節(jié)pH為中性，加入稱取的二氯氧鋯粉末5g，超聲波震蕩30min，再加入IOg三氯氟甲烷，攪拌60min :過濾，在溫度為70°C烘干，研磨成粉末，即可得到新型的復合吸附材料。將5g該吸附材料放入體積為500mL濃度為100mg/L含有鉛離子的水中，調(diào)節(jié)pH為6. O 7. 0，吸附60min，吸附后鉛離子濃度低于O. 05mg/L。
權利要求
1.一去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法，其特征在于法吸附材料由二氯氧鋯負載在棉花纖維上制得。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法，其特征在于 (1)取10 15g二氯氧鋯，研磨成粉末，備用 (2)取棉花，洗凈，在溫度為40°C 50°C烘干，稱取烘干后的棉花10 15g置于IOOmL燒杯中，加入30 % 40 %的NaOH溶液50ml，攪拌堿化80 90min，過濾，濾除液體，得堿纖維； (3)將堿纖維轉(zhuǎn)入250mL錐形瓶中，加入IOOmmL蒸餾水，調(diào)節(jié)pH為中性，加入稱取的二氯氧鋯粉末3 5g，超聲波震蕩20min 30min，再加入5 IOg三氯氟甲烷，攪拌60min 70min (4)過濾，在溫度為60°C 70°C烘干，研磨成粉末，即可得到新型的復合吸附材料。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法，其特征在于所述的二氯氧鋯即ZrOCl2，又名氧氯化鋯、堿式氯化鋯、氯化鋯酰。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法，其特征在于所述的堿纖維素通常指纖維素納，是將纖維素原料浸潰在17. 5% -18%的氫氧化鈉溶液內(nèi)，再經(jīng)壓榨除去多余的堿液而得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法，屬于環(huán)境保護中污水凈化處理領域。具體方法為該材料是有二氯氧鋯負載在棉花纖維上制得，利用二氯氧鋯對鉛離子的吸附性以去除水中的鉛離子，纖維也對鉛離子有一定的吸附性，且纖維內(nèi)含空隙較多，可提高吸附材料的吸附量。以8～10g/L的投放量將吸附材料加入含秀0～100mg/L鉛離子的天然水中，調(diào)節(jié)pH在6.0～7.0，攪拌吸附30min～40min，吸附后水中的鉛離子含量低于0.05mg/L。本發(fā)明具有成本低，處理方式簡單，效率高，效果好，金屬離子可回收等特點，拓寬了廢水生物處理過程吸附劑的選擇范圍，保護了環(huán)境，實現(xiàn)了廢棄物的資源化，具在良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號B01J20/24GK102872829SQ20121034184
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權日2012年9月4日
發(fā)明者陳興權, 雷春生, 米浩 申請人:常州大學