[发明专利]一种处理水中重金属铅污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除水溶液中重金属铅离子的方法，属于污染修复领域。

背景技术

Pb被认为是与Cr、Hg、Cd并列的四种主要污染物质之一。据调查，我国有铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm²，约占我国耕地总面积的1/5，而许多城市和工矿区的土壤也都受到不同程度的铅污染。土壤中的铅主要是通过食物链或直接通过人的口部无意地摄入、呼吸和皮肤接触进入人体。铅是一种严重危害人类健康的重金属元素，它可影响神经、造血、消化、泌尿、生殖和发育、心血管、内分泌、免疫、骨骼等各类系统和器官，主要的靶器官是神经系统和造血系统。由于儿童自身的行为特点和生理特征，使得儿童铅中毒的机率是成人的30倍。由于人类对食物链途径的有效控制，从口部无意摄入的土壤铅对人体，特别是对儿童摄入铅的总量的贡献率将越来越大，甚至可能成为最主要的来源之一。水体铅污染的消除成为全球普遍关注的研究热点之一。因此研究铅的吸附和解吸特性,对重金属污染的防治与修复具有重要意义。

重金属废水处理技术主要有化学法、离子交换法、生物法和吸附法等。因吸附材料比表面积大,吸附能力强,适合处理水量大、含多种重金属离子的低浓度废水等优点,吸附法一直受到人们的广泛关注。螯合树脂作为一种新型的功能高分子材料，具有吸附容量大、吸附选择性好、种类多等优点，是一类极具应用前景的吸附分离材料。学者们可以通过改变其物理性质和化学性质的方法制备出新的螯合树脂，使其在吸附分离方向展现出了广阔的研究前景。其中含N、S元素的螯合树脂对水溶液中贵重金属离子具有较高的吸附容量和较好的吸附选择性。介孔氧化硅材料具有均一有序的孔道、可调节的孔径、较大的比表面积以及良好的热稳定性等优点，在催化领域的应用取得了显著的成果，而其在吸附分离中的应用也展现出良好的发展前景。

本发明利用螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料对重金属铅良好的吸附性和 其本身的沉淀效果，从含重金属铅水溶液中脱除重金属铅离子。螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料经水热合成技术而制备，得到干燥的、耐运输、易保藏的固体。投入到含一定浓度重金属铅离子的溶液，控制工艺条件脱除重金属铅，为含重金属铅污水处理提供一种方法。

目前未见采用螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料脱除水溶液中重金属铅离子的专利方法。

发明内容

本发明的目的在于有效脱除水溶液中重金属铅离子。

基于上述问题，本发明提供了一种处理水中重金属铅离子污染的方法，其特征在于螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料的制备以及脱除水溶液中重金属铅离子的方法，其步骤是：

(1)含重金属铅的溶液经过滤后引入反应器，调节溶液pH在2～10；

(2)调节溶液温度处于2～60℃；

(3)调节含重金属铅的溶液中重金属铅浓度为<1000mg/L，

(4)将合成的螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y，其中x为有机物与无机物的摩尔比，y为有机物中三聚氰胺与硫脲的摩尔比，有机物与无机物的摩尔比为1:1～20:1，三聚氰胺与硫脲的摩尔比为10:1～1:10，以一定比例投入到过滤后的含重金属铅溶液中，保持固液比在0.1～10g/L；

(5)引入搅拌震荡器，控制速率在0～250rpm；

(6)控制脱附时间在5～180min；

(7)反应后的液体经过固液分离器分离后导入其他反应器中；

(8)取经固液分离器分离后的液体，石墨炉原子吸收分光光度法分析水溶液中残余的重金属铅浓度；

(9)

其中，所述螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y的制备方法包括如下步骤：

(1)合成储备液A的制备：取适量37wt.％的甲醛水溶液和适量的去离子水，用氢氧化钠(0.1mol/L)溶液调整上述溶液pH值至6.5-9.5，之后加入一定量的三聚氰胺和硫脲，于30～80℃下搅拌5～24小时形成溶液A。

(2)合成储备液B的制备：取适量P123加入烧杯中，再加入适量(4mol/L)HCl溶液和去离子水，在25～60℃下搅拌使P123完全溶解，然后加入适量正硅酸乙酯，搅拌3～12h，形成溶液B。