[发明专利]一种多孔钛酸钙重金属吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种多孔钛酸钙重金属吸附剂的制备方法。

背景技术

随着工业的发展，大量的废水、废气和废渣进入环境中，产生严重的环境问题，危害人类健康。在众多的污染物中，重金属是一类毒性很强的可在生物体内蓄积的污染物质。各国都制定了严格的排放标准，控制重金属的排放。各企业，也在三废治理上花费了大量的人力物力。但是，重金属污染事故还是时有发生。主要原因之一是目前的处理方法成本高，或者是工艺复杂。近些年来，人们不断探索新的处理方法，其中吸附法因其具有适应面广，处理效果好，无二次污染，处理废水的同时可以回收有用物质，在重金属废水处理中受到广泛的重视。目前，人们已经开发出很多吸附剂，如活性炭、膨润土、粉煤灰、沸石和人工高分子等，但是这些吸附剂在实际应用中，存在着再生回收困难、或是吸附容量较低、或是重复使用稳定性差等问题。与之相比较，纳米钛酸钙吸附剂具有吸附容量高，再生方法简单，稳定性好，是一种很好的重金属吸附剂。但是，由于纳米粉体粒径小，很容易流失，工业化生产应用困难。而直接将纳米钛酸盐制成多孔块体材料是解决纳米粉体回收困难的有效途径，中国专利CN101804328A公开了制备多孔钛酸盐吸附材料的方法——生物模板法。糠醛渣是糠醛工业产生的废渣，目前，大部分糠醛企业把糠醛渣作为锅炉的燃料，这不仅是资源的浪费，而且在燃烧过程中产生含酸废气，污染环境。中国专利CN101912767A公开了将糠醛渣改性后，直接用于重金属的吸附。但是将糠醛渣用于多孔钛酸钙吸附剂的制备国内外未见报道。

本发明以糠醛渣为模板，利用溶胶凝胶法制备多孔钛酸钙吸附剂，用于水中重金属的吸附去除。开辟了重金属吸附剂制备方法和糠醛渣废物利用的新领域。

发明内容

本发明目的是利用糠醛工业产生的固体废物作为模板剂制备多孔钛酸钙，应用于水中重金属的吸附。

采用的技术方案：

本发明的一种多孔钛酸钙重金属吸附剂的制备方法，其特征包括以下工艺过程：

（1）、将糠醛渣烘干，粉碎，过80目筛；

（2）、分别以钛酸四正丁酯和硝酸钙为钛和钙源，以柠檬酸为络合剂，以油酸为分散剂制备钛酸钙溶胶；

（3）、将糠醛渣与钛酸钙溶胶按糠醛渣和钛质量比为m_糠醛渣：m_Ti=2:1~1:1混合，加热到80℃搅拌均匀，鼓风干燥箱内80℃-100 ℃烘干，形成糠醛渣-钛酸钙干凝胶复合物；

（4）、模板剂的煅烧去除：将（3）步得到的糠醛渣-钛酸钙干凝胶复合物于600℃-800℃煅烧2h-6h，冷却至室温，得到多孔钛酸钙吸附材料。

本发明优点在于合成设备和工艺简单，制备钛酸钙吸附剂的同时处理了固体废物——糠醛渣。制备的多孔重金属吸附剂具有吸附容量大，吸附速度快，适用重金属种类广，性能稳定，耐酸碱和耐热性强，回收方便，适应范围广。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

本发明的一种多孔钛酸钙重金属吸附剂的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）、糠醛渣的预处理：糠醛渣，烘干后机械粉碎，过80目筛，待用。

（2）、溶胶制备：室温下，将28.34 g六水硝酸钙和3.00g柠檬酸溶于60mL无水乙醇中，磁力搅拌30分钟，形成钙的乙醇溶液。另将40.84 g钛酸四正丁酯在剧烈搅拌下溶于45mL无水乙醇中，继续搅拌的条件下滴加165 mL的冰醋酸，搅拌均匀，得到钛前躯体溶液。在搅拌条件下，将钙的乙醇溶液加入到钛前躯体溶液中，加入45 ml的分散剂油酸，搅拌均匀后，加入95mL水，继续搅拌l h，得到黄色的溶胶。

（3）、称取10g按（1）步骤预处理的糠醛渣加入（2）步骤制备的钛酸钙溶胶中，加热80℃搅拌均匀，80 ℃-100 ℃烘干，形成糠醛渣-钛酸钙干凝胶复合物；

（4）、模板剂的煅烧去除：将（3）步得到的干凝胶复合物于750℃煅烧6h，冷却至室温，得到多孔钛酸钙吸附材料。

实施例2：铅，镉、镍、铜、锌和银的吸附等温线