[发明专利]用于吸附剧毒污染物Cr(VI)介孔羟基氧化铁吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化学品羟基氧化铁材料制备和应用的技术领域，确切的说是一种用于剧毒污染物Cr(VI)吸附的介孔羟基氧化铁的制备方法和应用。

背景技术

重金属铬污染主要来源于采矿、电镀、皮革鞣制等工业废水和垃圾渗滤液等。铬在水环境中存在的价态主要是Cr(III)和Cr(VI)，不同价态铬化合物的毒性不同，尤以Cr(VI)的毒性最大。含Cr(VI)的工业废水易引起地表水和地下水的铬污染，对生态环境造成严重危害。国家环保部的资料显示，全国每年因重金属污染而减产的粮食多达一千多万吨，其中，受铬等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地总面积的1/5。铬可以通过消化道、呼吸道和皮肤等途径侵入人体，主要蓄积在肝肾和内分泌腺中，引起慢性中毒，导致局部器官损坏进并进一步恶化。铬已被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，也是国际公认的3种致癌金属物之一。此外，海洋水生生物对铬有较强的富集能力，铬浓度为5mg/L时会使鱼类中毒，而浓度达20mg/L时可使鱼类死亡。鉴于Cr(VI)污染的严重危害，含Cr(VI)废水的治理就显得尤为迫切了。

传统铬污染的处理技术主要包括化学沉淀、反渗透、离子交换和共沉淀法等，但这些方法的处理成本普遍较高，尤其是在污染物浓度较低时表现得尤为突出。和传统的废水处理方法相比，吸附法具有简便、容易操作、选择性高和通用性强等优点，尤其是它能够有效净化低浓度的重金属离子废水。

最近，CN101875003A公开了一种具有Cr离子空穴的吸附树脂的制备方法。该方法向乙醇水溶液中加入壳聚糖、甲基丙烯酸单封端的聚乙二醇大单体、丙烯酸双封端的聚乙二醇大单体、光引发剂、丙烯酸或甲基丙烯酸以及Cr³⁺，经紫外光照射，得固体产物，再经盐酸浸泡、氨水调节其pH为7，烘干，得到具有Cr离子空穴的吸附树脂。但该方法存在着大量使用有机溶剂、原料利用率低、过程较为繁琐、反应条件较难控制等严重缺点。

综上，开发制备工艺简便、条件温和、对剧毒污染物Cr(VI)具有优异吸附性能的低成本吸附剂具有重要的科学意义和良好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种制备方法简便、反应条件温和的低成本氧化铁吸附剂的制备方法，所制备的氧化铁吸附剂对水体中的剧毒污染物Cr(VI)具有良好的吸附性能。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：

本发明提供的用于吸附剧毒污染物Cr(VI)的介孔羟基氧化铁吸附剂的制备方法，具体是采用以下步骤的方法：

(1)将无机铁盐Fe(NO₃)₃·9H₂O、Fe₂(SO₄)₃或FeCl₃溶液、沉淀剂尿素溶液和Pluronic三嵌段共聚物P123或F127的乙醇溶液混合，室温下充分搅拌，得到混合溶液；

(2)将所述混合溶液在干燥箱中加热，制得羟基氧化铁—Pluronic三嵌段共聚物的悬浊液；

(3)所述悬浊液冷却至室温后，将其离心分离，得到的粗滤饼首先用蒸馏水洗涤后离心分离，前后共洗涤两次，再用乙醇洗涤后离心分离，前后共洗涤三次，制得需要的滤饼；

(4)所述滤饼经60～100℃下真空干燥4-12h，制得所述的吸附剂。

所述的无机铁盐、沉淀剂和Pluronic三嵌段共聚物的混合溶液采用以下方法制备：先用乙醇溶解所述的三嵌段共聚物，再将所述三嵌段共聚物的乙醇溶液依次与无机铁盐溶液和尿素溶液混合。

上述步骤(1)中，干燥箱中的混合液先用塑料薄膜密封，然后在80～100℃下加热3～16h，进行均相沉淀反应。

所述混合溶液中Fe³⁺的浓度范围为0.005-0.4mol/L、尿素的浓度范围为0.04-0.6mol/L、Pluronic三嵌段共聚物的浓度范围为6.61×10^-4-0.0288mol/L。

本发明提供的上述方法制备的吸附剂，其使用后可以采用以下方法再生：用pH≈12的碱性溶液浸泡吸附Cr(VI)后的介孔羟基氧化铁样品，搅拌0.5h后将上述悬浮物离心分离，用蒸馏水洗涤后离心分离，前后共洗涤两次，再用乙醇洗涤1次后离心分离，然后放置在60℃的真空干燥箱中干燥过夜后取出，用于吸附水体中的剧毒污染物Cr(VI)。