本發(fā)明涉及環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種改性重金屬吸附材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，由廢水引起的環(huán)境污染問題日益突出。其中，染料是廢水中常見的一類污染物，主要來自于紡織、皮革、造紙、橡膠、塑料、化妝品、制藥和食品等工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中。染料的廣泛使用在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的染料廢水排放到環(huán)境水體中，導(dǎo)致了自然水體的污染。因此，對染料廢水的治理已成為水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。早期，常用的染料廢水處理方法主要包括絮凝沉淀法、化學(xué)氧化法、膜分離法和生物降解法。這些方法雖然可以在一定程度上降低染料廢水中染料的含量，但仍然存在著各式各樣的缺陷，例如，因吸附率低、處理成本過高和對染料廢水成分變化的適應(yīng)性差，結(jié)果是對染料的去除效果欠佳，另外在處理過程中還可能會產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物或者大量污泥，從而導(dǎo)致二次污染。吸附法作為一種公認(rèn)的、有效而經(jīng)濟(jì)的污水凈化方法，近年來受到人們的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)有的制備吸附材料的方法均比較復(fù)雜，成本較高，吸附效果差。

硅灰石在我國具有極高的儲存量，利用率不高。近年來國際上很多研究證明經(jīng)過加工的硅灰石具有極強(qiáng)的抑菌效果，并且能的吸附多種有害重金屬及有害氣體。但是現(xiàn)有技術(shù)中硅灰石是與其它多種具有相同功效的原料復(fù)配作用的，單獨(dú)的硅灰石吸附染料的研究少且吸附效果不明顯，現(xiàn)有技術(shù)對其處理過程復(fù)雜，成本高，不能滿足需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改性重金屬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：

一種改性重金屬吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石28-36份、硼酸鈉3-7份、乙二醇甲醚1-5份、碳酸鋯銨11-19份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述改性重金屬吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石30-34份、硼酸鈉4-6份、乙二醇甲醚2-4份、碳酸鋯銨13-17份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述改性重金屬吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石32份、硼酸鈉5份、乙二醇甲醚3份、碳酸鋯銨15份。

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

1)將乙二醇甲醚與其質(zhì)量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質(zhì)量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液；

2)將硅灰石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在103-105℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性重金屬吸附材料。

本發(fā)明另一目的是提供所述改性重金屬吸附材料在染料處理中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明對硅灰石與硼酸鈉混合研磨，利用碳酸鋯銨、乙二醇甲醚進(jìn)行處理、超聲作用制得的改性重金屬吸附材料，可以吸附重金屬、不同類型的染料及其他有機(jī)污染物，吸附去除率可以高達(dá)90％以上。對染料的最大飽和吸附容量超過500mg/g，而且可以用于去除陰離子型和陽離子型染料。本發(fā)明對人無毒害、無腐蝕性，性能穩(wěn)定，清除方便，不會對水造成二次污染，具有極高的吸附結(jié)合力。本發(fā)明制備方法操作簡單，環(huán)保無污染，便于工業(yè)化生產(chǎn)。

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?；诒景l(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(dòng)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，一種改性重金屬吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石28份、硼酸鈉3份、乙二醇甲醚1份、碳酸鋯銨11份。

將乙二醇甲醚與其質(zhì)量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質(zhì)量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將硅灰石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在103℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性重金屬吸附材料。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例中，一種改性重金屬吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石36份、硼酸鈉7份、乙二醇甲醚5份、碳酸鋯銨19份。

將乙二醇甲醚與其質(zhì)量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質(zhì)量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將硅灰石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在105℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性重金屬吸附材料。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例中，一種改性重金屬吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石30份、硼酸鈉4份、乙二醇甲醚2份、碳酸鋯銨13份。

將乙二醇甲醚與其質(zhì)量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質(zhì)量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將硅灰石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在104℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性重金屬吸附材料。

實(shí)施例4

本發(fā)明實(shí)施例中，一種改性重金屬吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石34份、硼酸鈉6份、乙二醇甲醚4份、碳酸鋯銨17份。

將乙二醇甲醚與其質(zhì)量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質(zhì)量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將硅灰石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在104℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性重金屬吸附材料。

實(shí)施例5

本發(fā)明實(shí)施例中，一種改性重金屬吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石32份、硼酸鈉5份、乙二醇甲醚3份、碳酸鋯銨15份。

將乙二醇甲醚與其質(zhì)量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質(zhì)量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將硅灰石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在104℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性重金屬吸附材料。

對比例1

除不含有碳酸鋯銨外，其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。

對比例2

除制備過程中不含有超聲處理步驟外，其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。

對比例3

除不含有碳酸鋯銨以及制備過程中不含有超聲處理步驟外，其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。

實(shí)施例6

表1是以3種不同類型的染料(陽離子艷紅、酸性大紅、汞)作為目標(biāo)污染物使用上述實(shí)例制備得到的改性重金屬吸附材料的吸附效果，測試條件：染料濃度200mg/L，改性重金屬吸附材料投加量3g/L；汞的濃度為20mg/L，改性重金屬吸附材料投加量1g/L。可知，本發(fā)明中單一的碳酸鋯銨對硅灰石的處理作用或者超聲處理，制得的材料對染料吸附作用都不高，碳酸鋯銨與超聲處理的共同作用，并結(jié)合其它原料等制得的材料對染料具有顯著的吸附效果。

表1改性重金屬吸附材料對染料的吸附效果

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(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)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(gè)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。