[发明专利]一种气体辅助下降解重金属离子的方法

说明书

本发明涉及重金属处理领域，具体涉及一种在气体辅助情况下，利用金属氢氧化物吸附剂快速去除重金属离子同时达到高吸附率的方法。所述方法包括如下步骤：第一步，取金属氢氧化物，所述金属选自碱土金属和第VIII族金属；第二步，将所述金属氢氧化物溶于超纯水中，超声至完全溶解，得到金属氢氧化物水溶液；第三步，在振荡器中将金属氢氧化物水溶液与含重金属离子的溶液混合，同时通入CO₂气体。该方法利用金属氢氧化物的吸附性能特别是纳米吸附剂高的比表面积和活性位点，在二氧化碳存在的条件下进行对重金属离子的去除，可以达到快速、高效的降解效果。

技术领域

本发明涉及重金属处理领域，具体涉及一种在气体辅助情况下，利用金属氢氧化物吸附剂快速去除重金属离子同时达到高吸附率的方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，工农业废弃物越来越多，大部分工业废水直接排放到水中，造成水里重金属严重超标，导致了严重的环境问题。重金属既可以直接进入水体、土壤和大气，造成对多种环境要素的直接污染，也可以在水体、土壤和大气中相互转移，造成对各类环境要素的间接污染。同时重金属难以降解，它们常常参与食物链循环而且容易在生物体内慢慢积累，危害人体健康。因此，去除废水中的重金属离子成为目前研究领域中的突出问题。

目前有许多重金属去除方法，如化学沉积法、膜分离法、生物修复法、吸附法和离子交换法等，其中吸附法由于治理过程便捷、效果显著、设备简单、环保等特点而在实际生产生活中得到广泛的应用。吸附剂的开发以及吸附方法的设置是吸附法成功应用的关键技术。吸附剂需要具备吸附效果好、吸附选择性好、吸附速率快、容易再生和重复利用、机械强度高、化学性质稳定、材料来源广和价格低廉等条件。近年来，国内外报道的吸附剂主要包括矿物吸附剂、天然吸附剂、传统碳材料吸附剂、以及新型碳材料吸附剂等。但现有的吸附剂和吸附方法还存在吸附条件要求苛刻、步骤繁琐以及重金属吸附效率较低的问题。另一方面，目前由于化石燃料大量使用，导致二氧化碳大量排放，从而导致温室效应越来越严重，所以二氧化碳的消耗和处理也成为当今世界一大难题。通常来说，二氧化碳的处理有溶剂吸收法、吸附法、膜分离法等，这些都可以进行二氧化碳的处理。但是，现有技术还未能找到一种简单、方便的方法可以同时实现二氧化碳的气体消耗和重金属的快速降解。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种在二氧化碳气体辅助的条件下，利用金属氢氧化物吸附剂快速降解重金属的方法。所述方法包括如下步骤：

第一步，取金属氢氧化物，所述金属选自碱土金属和第VIII族金属；

第二步，将所述金属氢氧化物溶于超纯水中，超声至完全溶解，得到金属氢氧化物水溶液；

第三步，在振荡器中将金属氢氧化物水溶液与含重金属离子的溶液混合，同时通入CO₂气体。

进一步的，第一步中，所述金属选自镁、钙、钡、铁、钴、镍，优选镁、钴、镍；所述金属氢氧化物吸附剂为商购或自行制备，优选为制备的片层状纳米金属氢氧化物，更优选所述片层为超薄片层，所述片层状纳米金属氢氧化物的大小为长度100～800nm，片层厚度为2～50nm，优选10nm以下的片层结构，其中片层状纳米金属氢氧化物的制备步骤如下：

(1).取1-5mM金属盐，并加入1000-3500ml超纯水后密封，通入N₂后持续搅拌，得到金属盐溶液，搅拌时间优选10-60min，其中金属盐选自金属的硝酸盐、盐酸盐或氯化金属盐；

(2).取1.5-6mM氨基乙醇，并加入1500-5000ml超纯水后密封，通入N₂后持续搅拌，得到氨基乙醇溶液，搅拌时间优选10-60min；

(3).将上述氨基乙醇溶液全部倒入所述金属盐溶液中，在搅拌的情况下继续通入N₂，优选通入N₂时间2-10h，然后持续搅拌，优选搅拌时间24-36h，得到反应后的溶液；