[发明专利]壳聚糖/高岭土复合微球制备及其处理废水中Cr(VI)

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别涉及利用壳聚糖/高岭土复合微球对含Cr(VI)废水处理的应用领域。 

背景技术

随着工业的迅猛发展，工业废水废气给自然与人类带来的危害也备受瞩目。其中铬污染尤为突出。铬是环境污染中的五毒之一，在环境中主要以三价Cr(Ⅲ)和六价Cr(Ⅵ) 形式存在。Cr(Ⅲ)易被土壤吸附固定，因而毒性较小；Cr(Ⅵ) 则毒性强，对植物易造成明显的毒害作用，并且易在人体内蓄积，当在人体内部积累到一定量时便会致病，并能引起癌症。铬污染这一环境问题亟待有效解决。目前，国内外对含铬废水处理主要采用生物法、膜分离法、黄原酸酯法、光催化法等，但用此法处理后的废水中铬的含量仍很高，且其处理工艺复杂、费用较高,有时处理不当会造成二次污染。 

壳聚糖是天然高分子甲壳素脱乙酰化的产物，这种天然高分子的生物安全性、相溶性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注。壳聚糖对许多物质具有螯合吸附作用，其分子中的氨基和与氨基相临的羟基能与许多金属离子(如Hg²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、pb²⁺、Ca²⁺、Ag⁺等)能形成稳定的螯合物，故可用于治理重金属废水或在湿法冶金中分离金属离子。 

高岭土质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性，良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量等性质，在污染治理方面受到广泛关注，但其自身的絮凝沉降能力有限，利用壳聚糖、高岭土制备复合微球并用于含Cr(VI)废水处理也从未涉足。 

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术处理废水中Cr(VI)污染的不足，本研究拟在保证壳聚糖絮凝特性的情况下，与高岭土联合制备壳聚糖/高岭土复合微球，克服粉末状材料易聚集、易失活、较难回收和再利用等缺点。利用制备的微球处理废水中的Cr(VI)，具有提高处理效率、增强分离回收特性的效果。 

含Cr(VI)废水净化剂，该净化剂处理效果好。 

本发明的另一目的在于提供上述含Cr(VI)废水净化剂的制备方法。 

本发明的又一目的在于提供上述含Cr(VI)废水净化剂的使用方法。 

本发明的目的是通过如下技术措施实现的： 

一种含Cr(VI)废水净化剂，其特征在于：它是以壳聚糖、高岭土为载体制得的复合微球；所述壳聚糖首先要用醋酸溶解，然后与高岭土在石油醚、液体石蜡、聚乙二醇、戊二醛体系中形成微球，并用于处理废水中的Cr(VI)酚。石油醚、液体石蜡、聚乙二醇、戊二醛均为市售产品。

一种含Cr(VI)废水净化剂的制备方法，其特征在于：首先将壳聚糖、高岭土进行预处理； 

准确称取一定量的壳聚糖加入到100mL 质量分数为1%～20%（优选为5%）的醋酸溶液中，在转速为100～200 r/min（优选为100r/min）磁力搅拌下形成壳聚糖/醋酸溶液；加入质量分数为1～10:1（优选为2:1）的高岭土搅拌形成淤浆，置于超声波振荡器中振荡10～60min（优选为30min），即可获得壳聚糖/高岭土混合液。

然后再按如下步骤制备壳聚糖/高岭土复合微球: 

取25ml石油醚于100ml烧杯中，加入定量液体石蜡和聚乙二醇，石油醚、液体石蜡和聚乙二醇的体积比为20～60：20～40:1～5（优选25:17:1.5），将上述溶液在转速为100～200 r/min（优选为100r/min）磁力搅拌器搅拌10～60min（优选为15min）。边搅拌边滴加壳聚糖/纳米高岭土混合液，再加入戊二醛使石油醚、液体石蜡、聚乙二醇和戊二醛的体积比为20～60：20～40:1～5：1～5（优选25:17:1.5:0.8），待出现稳定的球状颗粒后停止搅拌，用丙酮、无水乙醇洗去残留的液体石蜡和有机试剂，水洗至中性抽滤，放入真空干燥箱中10～60℃（优选为40℃）真空干燥10～20h（优选为12 h）备用。

本发明具有如下的有益效果： 

利用本发明净化剂有效地降低了废水中的Cr(VI)，可使水中Cr(VI)的去除率达到90.72％。 

图1是复合微球用量对净化废水中Cr(VI)效果示意图 

图2是pH值对复合微球净化废水中Cr(VI)效果示意图 

图3是反应时间对复合微球净化水源水中苯酚效果示意图 

图4是振荡速度对复合微球净化废水中Cr(VI)效果示意图 

具体实施方式