[发明专利]大块液膜分离富集环境水体中镉离子和铅离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在环境监测中采用大块液膜分离富集环境水体中重金属离子的方法， 具体涉及一种采用大块液膜分离富集环境水体中镉离子和铅离子的方法。

背景技术

许多工业生产过程中会产生大量重金属水样，镉、铬、铅，砷，硒，汞的化合物属于 毒性很强的第一类污染物，排放至水体后难以自然降解和破坏，能在水生生物体和农作物 组织内积累并富集，其浓度超过一定的限度时对人类和环境产生更为严重的危害。另一方 面，相当一部分环境水体中重金属离子的浓度较低，对这些环境水体中的重金属离子的检 测属于大量基体中微量或痕量元素的分离和分析问题，常规检测必须进行分离和富集，因 此探索分离富集提取重金属离子的有效方法非常重要。液膜技术由于其传质速率高、选择 好等特点，使之成为分离、纯化与浓缩溶质的有效手段，其潜在的应用领域包括：湿法冶 金、废水处理、核化工、气体分离、有机物分离、生物制品分离与生物医学分离、化学传 感器与离子选择性电极等，而大块液膜由于其膜层较厚，界面平稳，界面积恒定，迁移接 近一种稳态过程，成为液膜技术中的热点之一，但是绝大多数学者均是根据其稳态过程研 究其热、动力学常数，或者研究特定载体对高浓度废水的一次性分离效果，到目前为止， 没有发现对低浓度含有重金属离子的环境水体利用大块液膜通过多次循环进行分离富集 的报道。

发明是利用大块液膜操作简单的优势，选择合适的膜相、载体和反萃相，利用大块液 膜分离富集环境水体中镉离子和铅离子，利用U形管为装置，在适当的条件下通过补充和 更换料液，可以把环境水体中的Cd²⁺或Pb²⁺根据实际需要富集50～700倍，此方法中膜相 具有很好的渗透性、选择性与稳定性，分离富集操作简便、快速，选择性好，富集倍数高 等优点。

发明内容

本发明目的在于提供一种高效、简便、节能，其一次转移率高达到96～99％，最终转 移率在90％以上，富集倍数高的大块液膜分离富集环境水体中镉离子和铅离子的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明大块液膜分离富集环境水体中镉离子和铅离子的方法主要是将膜相装入U形管 池底，再分别把料液相和反萃相装入U形管左右两侧，搅拌料液相和反萃相，同时搅拌膜 相，搅拌2～5min后在料液相中加入盐酸羟胺溶液。通过补充和更换料液(环境水样)， 以此循环操作可以把环境水体中的Cd²⁺或Pb²⁺富集于反萃相，富集倍数可达50～700倍。

所述的料液相和反萃相先用氯仿饱和，膜相为浓度为0.5～5mg/L二苯基硫巴腙的氯仿 溶液，优选2mg/L；盐酸羟胺溶液的浓度为100g/L，料液相为过滤后的环境水样，pH为 7.5～9.0。

所述的反萃相为浓度为0.2～1.0mol/L的柠檬酸溶液。料液相和反萃相可用直流马达搅 拌，膜相可用磁力搅拌。所用U形管，其特征在于U形管的底部为平底，两颈之间距离为 两颈直径的距离和，在保证金属离子在液膜中迁移率的情况下，为了使进行一次补充和更 换料使到达最大的富集倍数，所设计的U形管左右两颈直径不相同，即料液相一侧的直径 为反萃相一侧直径的1.5～2.0倍时效果最好。

本发明大块液膜分离富集环境水体中镉离子和铅离子的方法，该方法是将膜相装入U 形管池底，再分别把料液相和反萃相装入U形管左右两侧，同时搅拌料液相、反萃相和膜 相2～5min后在料液相中加入盐酸羟胺溶液。上述料液相和反萃相可用氯仿饱和。膜相优 选为浓度为0.5～5mg/L二苯基硫巴腙的氯仿溶液，盐酸羟胺溶液的浓度优选为100g/mL， 所取体积相当于料液相体积的2～5％。所述的料液相为过滤后的环境水样，pH为7.5～9.0。 所述的反萃相为浓度为0.2～1.0mol/L的柠檬酸溶液。料液相和反萃相可用直流马达搅拌， 膜相可用磁力搅拌。