本發(fā)明涉及環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種硅藻土吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前中國(guó)由于在重金屬的開采、冶煉、加工過程中，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進(jìn)入大氣、水、土壤引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃?，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝類體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。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。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、再生效果差、低濃度廢水處理難等缺點(diǎn)。吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)往除重金屬離子的一種有效方法。吸附法處理重金屬廢水具有高效、簡(jiǎn)便和選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)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(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。純化工類材料制備的吸附劑雖然去除效率高，但每次制備的量相對(duì)較少，且制備成本較高，會(huì)產(chǎn)生二次污染，使用時(shí)需要滿足一定的酸堿度，不易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。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、海泡石等。硅藻土由于其自身的結(jié)構(gòu)局限使其極少被采用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種硅藻土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(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種硅藻土吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土33-41份、油酸三乙醇胺1-5份、巰基乙酸7-15份、檸檬酸三甲酯3-7份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述硅藻土吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土35-39份、油酸三乙醇胺2-4份、巰基乙酸9-13份、檸檬酸三甲酯4-6份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述硅藻土吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土37份、油酸三乙醇胺3份、巰基乙酸11份、檸檬酸三甲酯5份。
本發(fā)明另一目的是提供一種硅藻土吸附劑的制備方法，由以下步驟組成：
1)將巰基乙酸與其質(zhì)量10.8倍的去離子水混合，制得巰基乙酸溶液；
2)將硅藻土與檸檬酸三甲酯混合研磨、過120目篩，再加入巰基乙酸溶液，然后升溫至143℃并在該溫度下密封攪拌處理42min，再降至65℃并在該溫度下超聲處理37min，超聲功率為800W，然后滴加油酸三乙醇胺，滴加完后再在79℃的溫度下攪拌93min，然后在100-103℃的溫度下攪拌至干，再在400℃的溫度下煅燒3.3h即得吸附劑。
本發(fā)明另一目的是提供所述吸附劑在重金屬污水處理中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中硅藻土與檸檬酸三甲酯混合研磨，再利用巰基乙酸密封加熱、超聲處理、滴加油酸三乙醇胺加熱處理、高溫煅燒等制備工藝，通過大量試驗(yàn)篩選出最佳的工藝參數(shù)，可以高效的制備得到具有很好吸附重金屬離子性能的吸附劑，具有更廣的pH值應(yīng)用范圍，在酸性條件性下同樣具有極高的重金屬吸附容量。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，降低了吸附劑的制備及后續(xù)的應(yīng)用成本，而且原料來源廣泛，保障了大量吸附劑制備的前提條件，硅藻土與其它原料混合處理后的產(chǎn)品收率高，制備時(shí)間短，無二次污染，重金屬回收容易，適于工業(yè)化生產(chǎn)，適于高低濃度重金屬廢水處理領(lǐng)域。本發(fā)明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)高達(dá)10次以上，經(jīng)試驗(yàn)，重復(fù)使用10次后吸附劑的吸附容量為首次吸附的85％以上。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)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(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，一種硅藻土吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土33份、油酸三乙醇胺1份、巰基乙酸7份、檸檬酸三甲酯3份。
將巰基乙酸與其質(zhì)量10.8倍的去離子水混合，制得巰基乙酸溶液。將硅藻土與檸檬酸三甲酯混合研磨、過120目篩，再加入巰基乙酸溶液，然后升溫至143℃并在該溫度下密封攪拌處理42min，再降至65℃并在該溫度下超聲處理37min，超聲功率為800W，然后滴加油酸三乙醇胺，滴加完后再在79℃的溫度下攪拌93min，然后在100℃的溫度下攪拌至干，再在400℃的溫度下煅燒3.3h即得吸附劑。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例中，一種硅藻土吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土41份、油酸三乙醇胺5份、巰基乙酸15份、檸檬酸三甲酯7份。
將巰基乙酸與其質(zhì)量10.8倍的去離子水混合，制得巰基乙酸溶液。將硅藻土與檸檬酸三甲酯混合研磨、過120目篩，再加入巰基乙酸溶液，然后升溫至143℃并在該溫度下密封攪拌處理42min，再降至65℃并在該溫度下超聲處理37min，超聲功率為800W，然后滴加油酸三乙醇胺，滴加完后再在79℃的溫度下攪拌93min，然后在103℃的溫度下攪拌至干，再在400℃的溫度下煅燒3.3h即得吸附劑。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例中，一種硅藻土吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土35份、油酸三乙醇胺2份、巰基乙酸9份、檸檬酸三甲酯4份。
將巰基乙酸與其質(zhì)量10.8倍的去離子水混合，制得巰基乙酸溶液。將硅藻土與檸檬酸三甲酯混合研磨、過120目篩，再加入巰基乙酸溶液，然后升溫至143℃并在該溫度下密封攪拌處理42min，再降至65℃并在該溫度下超聲處理37min，超聲功率為800W，然后滴加油酸三乙醇胺，滴加完后再在79℃的溫度下攪拌93min，然后在101℃的溫度下攪拌至干，再在400℃的溫度下煅燒3.3h即得吸附劑。
實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例中，一種硅藻土吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土39份、油酸三乙醇胺4份、巰基乙酸13份、檸檬酸三甲酯6份。
將巰基乙酸與其質(zhì)量10.8倍的去離子水混合，制得巰基乙酸溶液。將硅藻土與檸檬酸三甲酯混合研磨、過120目篩，再加入巰基乙酸溶液，然后升溫至143℃并在該溫度下密封攪拌處理42min，再降至65℃并在該溫度下超聲處理37min，超聲功率為800W，然后滴加油酸三乙醇胺，滴加完后再在79℃的溫度下攪拌93min，然后在101℃的溫度下攪拌至干，再在400℃的溫度下煅燒3.3h即得吸附劑。
實(shí)施例5
本發(fā)明實(shí)施例中，一種硅藻土吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土37份、油酸三乙醇胺3份、巰基乙酸11份、檸檬酸三甲酯5份。
將巰基乙酸與其質(zhì)量10.8倍的去離子水混合，制得巰基乙酸溶液。將硅藻土與檸檬酸三甲酯混合研磨、過120目篩，再加入巰基乙酸溶液，然后升溫至143℃并在該溫度下密封攪拌處理42min，再降至65℃并在該溫度下超聲處理37min，超聲功率為800W，然后滴加油酸三乙醇胺，滴加完后再在79℃的溫度下攪拌93min，然后在101℃的溫度下攪拌至干，再在400℃的溫度下煅燒3.3h即得吸附劑。
對(duì)比例1
除不含有巰基乙酸外，其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。
對(duì)比例2
除不含有油酸三乙醇胺外，其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。
對(duì)比例3
除不含有巰基乙酸以及油酸三乙醇胺外，其原料含量及制備過程與實(shí)施例5一致。
分別取1g實(shí)施例1-5及對(duì)比例1-3是吸附劑分別投加到1L 1000mg/L的Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+溶液(pH＝4)中，最終計(jì)算得各吸附劑對(duì)各金屬的吸附容量，結(jié)果如表1所示?？芍景l(fā)明在各原料的相互作用下對(duì)重金屬有極高的吸附能力。
表1
對(duì)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。