[发明专利]一种去除废水中铬的方法

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体公开了一种用于去除废水中铬的吸附剂的制备方法及应用。该吸附剂是通过采用不同分子量的聚乙烯亚胺(PEI)对ZSM‑5进行改性制得的。其是以酸改性后ZSM‑5材料作为吸附剂的基质，聚乙烯亚胺作为改性材料，将所述PEI按照不同质量分数负载在所述ZSM‑5分子筛表面，然后经过高温干燥制得。所述改性吸附剂能和反应液充分接触，具有较高的吸附性能，能有效去除废水中的六价铬，且制备方法简单、条件易得、耗时短、适合工业生产。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于去除废水中Cr(VI)的吸附剂的制备方法及应用。

背景技术

铬在自然界中存在形式以三价和六价为主。其中，Cr(VI)的化合物不能自然降解，会在生物和人体内积聚，有高度的致癌性和氧化性，其毒性为Cr(III)的100多倍。水体中铬的迁移转化方式主要有吸附、水解、沉淀、络合和氧化还原。现有的重金属离子的去除方法有很多，其中包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法、生物法等。吸附法主要是利用不溶性的且比表面积高的固体材料作为吸附剂，利用物理吸附、化学吸附等机理将水体中的重金属化合物吸附在吸附剂的表面，进而除去重金属。吸附法中吸附剂的种类繁多，如常见的分子筛、活性炭等，其操作简单、污染小、可重复使用，因此吸附技术是一种具有发展前景的技术方法。

ZSM-5分子的微孔特性使它成为非常好的吸附剂，但是其孔道结构单一限制了孔道内高活性反应位点的形成。近年来对ZSM-5的改性研究引起了普遍关注。聚乙烯亚胺在载体上高度分散特别是对重金属离子有络合效应从而大大提高了吸附剂对重金属离子的吸附能力。

专利CN106809858A报道了一种采用聚乙烯亚胺和四丙基氢氧化铵或聚乙烯亚胺为模板剂合成纳米ZSM-5分子的方法，其步骤主要包括原料混合、胶化、水热晶化以及过滤洗涤和焙烧。制备过程较为繁琐且ZSM-5合成技术已经非常成熟，市售成本也比较低，故可直接利用成品ZSM-5分子进行改性。且聚乙烯亚胺负载量的不同对改性后ZSM-5的吸附量影响较大，而该专利中并未体现这一点。

发明内容

本发明目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，并提供一种去除废水中Cr(VI)的聚乙没烯亚胺/ZSM-5改性吸附剂的制备方法及应用。所述改性ZSM-5吸附剂具有较好的吸附性能，能有效去除废水中的Cr，尤其是六价铬。此外，制备方法简单、成本低、耗时短、适合工业生产。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于去除废水中铬的PEI/ZSM-5改性吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(a)ZSM-5分子筛的酸改性：将市售ZSM-5(其硅铝摩尔比分别为38-200)进行粉碎至100目以下，加入甲醇，于超声波条件下超声10-20min，静置后真空抽滤并干燥，将干燥后样品置于烧杯中，加入浓度为0.5-1.5mol/L的稀盐酸，于超声条件下超声10-20min,真空抽滤并干燥，研磨至100目以下即得酸改性后的ZSM-5分子筛；

(b)称取一定量的聚乙烯亚胺溶解于甲醇中，于超声条件下超声10-20min，然后加入步骤(a)所得酸改性后ZSM-5到上述PEI/甲醇溶液中，超声10-20min并干燥，即得PEI/ZSM-5改性吸附剂。

优选地，所述步骤(a)中ZSM-5与甲醇的固液比1-5:10(g:mL)。

优选地，所述步骤(a)ZSM-5与稀盐酸的固液比为1-5:5g/mL(g:mL)。

优选地，所述步骤(a)中，干燥温度为60-120℃，干燥时间为2-3h。

优选地，所述步骤(b)中，聚乙烯亚胺的分子量为600-16000。

优选地，所述步骤(b)中，聚乙烯亚胺的负载量为10-50wt％。