專利名稱：一種谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬離子附劑的制備方法，特別是涉及一種谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
地下水、飲用水和廢水中存在的重金屬離子一旦達到一定的濃度將會危害人類、牲畜和水生環(huán)境。分離和回收重金屬的方法主要包括化學沉淀法、膜分離法、溶劑萃取法、吸附法等。吸附法相對其他方法具有環(huán)境污染小、吸附速率快、吸附劑可再生、再生性能好等諸多優(yōu)勢，尤其是處理中、低濃度廢水效果良好。多種固體材料可作為吸附劑，如活性炭、沸石、粘土、農(nóng)業(yè)或森林廢纖維、離子交換樹脂、生物材料等。近年來，層狀雙羥基復合金屬氧化物(LDHs)，又稱類水滑石化合物(HTLCs)或陰離子粘土，由于其較強的離子交換能力而受到了廣泛的關(guān)注。水滑石是由帶正電荷的層板以及層間陰離子組成，層間陰離子可被其他陰離子同晶取代，因此水滑石可作為高效吸附劑用于脫除廢水中的有機、無機離子。Zhao等采用MgAl-CO3水滑石吸附水中的Pb2+獲得了較好的吸附效果，Kameda等發(fā)現(xiàn)EDTA陰離子插層的水滑石能迅速且有選擇性的從水溶液中吸收Cu2+、Cd2+、Pb2+和Cd2+等離子，這是由于在LDH層間形成了 EDTA-金屬螯合物的原因。其他螯合劑如檸檬酸、蘋果酸和酒石酸也曾嘗試引入鎂鋁水滑石層間，用來吸收水中的Cu2+和Cd2+等離子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備方法，該方法以硝酸鎂、硝酸鋁、谷氨酸及氫氧化鈉為原料，采用共沉淀法低堿度下制備谷氨酸插層水滑石，將其作為吸附劑去除水中的鉛離子效果明顯。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備方法，谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備步驟包括:
(O配制硝酸鎂、硝酸鋁的鹽溶液，其中Mg/Al摩爾比為2或3，而總金屬離子濃度為
IM ；
(2)配制谷氨酸酸溶液，谷氨酸的摩爾量為Al3+的2倍；
(3)配制0.5M的氫氧化鈉溶液；
(3)室溫N2保護下，將金屬鹽溶液及堿溶液同時滴加到酸溶液中，控制ρΗ= Γ Ο；
(4)滴加結(jié)束后得到的漿液60°C、N2保護下晶化12小時，之后過濾、洗滌、干燥，即得產(chǎn)
品O本發(fā)明的優(yōu)點與效果是:
本發(fā)明以硝酸鎂、硝酸鋁、谷氨酸及氫氧化鈉為原料，采用共沉淀法低堿度下制備谷氨酸插層水滑石。谷氨酸是一種易于生物降解的螯合劑，價廉易得，制備谷氨酸插層的鎂鋁水滑石，谷氨酸插層水滑石能快速吸附水中的Pb2+、Cu2+、Cr6+離子，利用這種方法制得谷氨酸插層水滑石吸附水中的Pb2+、Cu2+、Cr6+離子具有良好的吸附效果。


圖1為谷氨酸插層水滑石的XRD譜 圖2為谷氨酸插層水滑石的SEM 圖3為不同LDH/Pb2+配比下Pb2+去除率；
圖4為不同Pb2+起始濃度下Pb2+吸附率；
圖5為不同Mg/Al比水滑石對Pb2+去除率的對比圖。注:本發(fā)明的附圖為產(chǎn)物狀態(tài)的分析示意圖或照片(僅供參考)，圖中文字或影像不清晰并不影響對本發(fā)明技術(shù)方案的理解。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例1
(1)配制硝酸鎂、硝酸鋁的鹽溶液，其中Mg/Al摩爾比為2，而總金屬離子濃度為IM；
(2)配制0.5M的氫氧化鈉溶液；
(3)室溫N2保護下，將金屬鹽溶液及堿溶液同時滴加到酸溶液中，控制PH=ITlO；
(4)滴加結(jié)束后得到的漿液60°C、N2保護下晶化12小時，之后過濾、洗滌、干燥，即得產(chǎn)品。制得水滑石的XRD譜圖及表面形貌見附圖1、2。在25°C下將Mg-Al-G LDH試樣加入到含Pb2+溶液中，為了防止形成氫氧化鉛沉淀，在實驗過程中用濃度為0.lmol*的HNO3將溶液pH值調(diào)節(jié)為5.0。在操作過程中N2以鼓泡形式進入溶液中。按不同時間間隔取出試樣，快速通過0.45 Pm的濾膜過濾。用分光光度計測定Pb2+濃度。在Pb2+的初始濃度為100 mg/L的條件下，不同LDH/Pb2+配比下Pb2+吸附率結(jié)果見附圖3。測試結(jié)果表明30 min后吸附基本達到平衡，速率較快。隨著LDH/Pb2+增加，Pb2+去除率逐漸增加。但是，兼顧實際應用的費用，LDH/Pb2+配比以2:1為宜。在LDH/ Pb2+= 3:1，不同Pb2+起始濃度下Pb2+吸附率結(jié)果見附圖4。結(jié)果表明:對于初始濃度為80 mg/L的Pb2+待測液經(jīng)過30 min后，基本達到平衡，去除率可達92.3 %，當初始濃度增加至130 mg/L時，相應的去除率降為85.4 %，而初始濃度為150 mg/L時，同樣條件下Pb2+去除率僅達到60.3%，可見Pb2+初始濃度越低，去除率越高。實施例2
配制Mg/Al摩爾比為3的硝酸鎂、硝酸鋁的鹽溶液，其中總金屬離子濃度為1M，其余步驟同實施例1。采用LDH/Pb (II) = 1:1，Pb2+初始濃度100 mg/L的條件下，制備的水滑石對Pb2+去除能力結(jié)果見附圖5。實驗結(jié)果表明:Mg/Al比為3:1的水滑石去除效果不如Mg/Al比為2:1的水滑石，低Mg/Al比的水滑石對Pb2+的去除效果好。
權(quán)利要求
1.一種谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，所述谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備步驟包括: (1)配制硝酸鎂、硝酸鋁的鹽溶液，其中Mg/Al摩爾比為2或3，而總金屬離子濃度為IM ； (2)配制谷氨酸酸溶液，谷氨酸的摩爾量為Al3+的2倍； (3)配制0.5M的氫氧化鈉溶液； (3)室溫N2保護下，將金屬鹽溶液及堿溶液同時滴加到酸溶液中，控制PH=ITlO； (4)滴加結(jié)束后得到的漿液60°C、N2保護下晶化12小時，之后過濾、洗滌、干燥，即得產(chǎn)品o
全文摘要
谷氨酸插層水滑石重金屬吸附劑的制備方法，公開了一種金屬吸附劑的制備方法。該方法包括(1)配制硝酸鎂、硝酸鋁的鹽溶液以及氫氧化鈉堿溶液；(2)將谷氨酸或酒石酸溶于脫CO2去離子水中，配制酸溶液；(3)室溫N2保護下，將金屬鹽溶液及堿溶液同時滴加到酸溶液中，控制pH=9~10；(4)滴加結(jié)束后得到的漿液60℃、N2保護下晶化12小時，之后過濾、洗滌、干燥，即得產(chǎn)品。本發(fā)明制得的谷氨酸插層水滑石，能快速地吸附水中的Pb2+離子。
文檔編號B01J20/30GK103143325SQ20131008887
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者申延明, 李士鳳, 劉東斌, 樊麗輝, 寧志高, 陳帥 申請人:沈陽化工大學