[发明专利]一种用于选择吸附六价铬的吸附剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于选择吸附六价铬的吸附剂。

背景技术

随着工业化进程和人口的不断增加，由各种因素引起的水污染亦日趋严重，尤其是重金属污染，已成为世界性的头号环境治理难题。重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属进入大气、水、土壤环境，引起严重的环境污染。随废水排放或进入环境中的这些重金属，一方面危害水生态系统，对水生生物产生各种有害作用；另一方面通过饮用水、皮肤接触、食物链途径直接或间接地影响人类健康。如中国2010年7月紫金矿业发生的铜酸水渗漏事故，导致汀江部分河段严重污染，鱼类大量死亡。河南六城市堆放52万吨铬渣数十年，铬渣中含有致癌物铬酸钙和剧毒物六价铬，这些被称为“城市毒瘤”的污染物正一天天成为持久危害地下水的扩散源。

铬及其化合物广泛应用于工业生产的各个领域，是冶金工业、金属加工、电镀、制革、油漆、印染、颜料等行业中必不可少的原料。铬在水中的存在形式有两种：铬(VI)and铬(III)。铬的毒性与其赋存形态有极大关系，通常认为铬(VI)的毒性比铬(III)高100倍左右。毒性大的铬(VI)是重金属中有毒有害污染物的代表，常用的处理方法有沉淀法、氧化还原法、电解法、吸附法、离子交换法等。每种方法各有优劣，其中吸附法因操作简单、见效快、吸附剂可以设计及循环使用等优点在含铬废水处理中得以广泛应用。

中国专利(CN101612597A)报道了一种含甲基咪唑氯、甲基咪唑硫酸根或甲基咪唑硝酸银的有机-无机复合阴离子交换树脂，对铬(VI)进行吸附处理；专利(申请号200910053681.7)以壳聚糖和壳聚精为主要反应剂，再辅以稳定剂、水等成分，制备了一种除铬剂，对铬(VI)进行吸附处理；专利(申请号201010227192.1)以氯化铁改性的重晶石对铬(VI)进行吸附处理；专利(公开号：CN101073763A)将一种精制钙基膨润土和一种无机盐结合，经加碳焙烧改性后对铬(VI)进行吸附处理。但这些材料要么价格昂贵、再生困难；要么吸附容量小，容易造成二次污染；更重要的是选择吸附性有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉，对六价铬有选择吸附性的吸附剂。

聚苯胺是导电高分子材料的代表之一，具有许多众所周知的优良性能。研究表明，聚苯胺对铬(VI)有很好的吸附能力，这源于其分子链中所带有的氨基、亚胺基。洋车前子壳粉来源于洋车前草的种子，含有丰富的多糖，是水溶性纤维的很好来源，具有很好的生物相容性和降解性。

本发明以洋车前子壳粉和苯胺为原料，经过氧化聚合制备用于选择吸附六价铬的吸附剂。

一种用于选择吸附六价铬的吸附剂，其特征在于吸附剂依次通过以下步骤制备：

A、在苯胺的酸溶液中，加入洋车前子壳粉，搅拌制得反应溶液；

B、将溶解在酸溶液中的引发剂加入到上述反应溶液中，常温常压搅拌反应3～24小时，分离所得固体物；所述的引发剂为双氧水、高锰酸钾、过硫酸铵、过硫酸钾、重铬酸钾中的一种；

C、将B步骤所得固体物分别用以水和乙醇洗涤后，在30～100℃下烘干，得到用于选择吸附六价铬的吸附剂。

在A步骤中，所述的洋车前子壳粉与苯胺的质量比为1∶9～9∶1。

在A和B步骤中，所述的酸为醋酸、丙烯酸、硝酸、盐酸、硫酸、磷酸中的一种，酸的浓度为0.01～5mol/L。

在B步骤中，所述的引发剂为双氧水、高锰酸钾、过硫酸铵、过硫酸钾、重铬酸钾中的一种，所述的引发剂与苯胺的摩尔比为1∶5～5∶1。

本发明的吸附剂可在保持聚苯胺原有吸附性能基础上，进一步降低制备成本，赋予环境友好性。本发明制备工艺简单，吸附剂可用于工业含铬废水的处理。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：①吸附剂的合成原料为洋车前子壳粉和苯胺，廉价易得。②吸附剂的制备过程简单，反应条件温和。③吸附剂对水中的六价铬具有高的选择吸附性。④在不降低聚苯胺原有吸附性能基础上，引入洋车前子壳粉，从理论上讲赋予吸附剂良好的生物可降解性，同时可拓展洋车前子壳粉的应用领域。

以上就是我们的发明思想，具体应用途径很多，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进。

附图说明

图1为吸附剂的扫描电镜图，可以看出，吸附剂呈现均匀的、凹凸不平的形貌，有利于对铬(VI)的快速吸附。