[发明专利]一种重金属铅离子的高效吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种重金属铅离子的高效吸附剂及其制备方法，该吸附剂为复合磁性纳米材料Fe₃O₄/PEG/TiP。本发明通过大量实验筛选出重金属铅离子吸附剂的最佳制备方法，大量试验验证表明，本发明提供的重金属铅离子吸附剂经济、环保，对铅离子具有很好的吸附和清除功能，去除率可达90％以上，并且可以解吸和再生，可以广泛应用于高浓度废水中铅离子的吸附处理，可克服现有技术中成本高，吸附去除效率低等诸多不足，具有重要的社会效应和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种重金属处理剂，具体涉及一种重金属铅离子的高效吸附剂及其制备方法，属于环保新材料领域。

背景技术

水作为人类发展与生存中不可或缺的资源，在我们生活中占有举足轻重的地位。然而随着人口基数的增长，社会城镇化与工业化进程的加快，人均水资源占有量急剧减少，水污染问题加剧，严重影响到我国的可持续发展。造成水体污染的原因包含很多方面，有感官性污染、有机污染、无机污染(包括重金属污染)、生物性污染。其中重金属污染是最为严重的问题之一，因为重金属是一种典型的累积型污染物，具有累积、不可降解、毒性大的特性，可沿食物链被生物吸收、富集，最终在人体累积导致慢性中毒等危害。最典型的例子就是Cd污染造成的骨痛病、Hg造成的水俣病与Hg、Cd、As、Pb污染造成的癌变。由于重金属污染对生态环境与人类健康造成了严重的危害，许多国内外学者相继研发出了许多治理重金属的技术。例如物理法(电修复技术、电极法)、化学法(沉淀、电解、电化学)、物理化学法(离子交换法、膜分离法、吸附法)，生物法(生物絮凝法、植物修复法、动物修复法)等。但是存在处理效率低，成本高等缺点。

因此，很有必要在现有技术的基础上，研究开发一种经济、高效、环保的重金属铅离子的高效吸附剂。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种原料易得，可再生，成本低，易推广应用，高效、经济、环保的重金属铅离子的高效吸附剂，本发明另一个目的是提供重金属铅离子吸附剂的制备方法及其应用。

技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种重金属铅离子的高效吸附剂，吸附剂为复合磁性纳米材料Fe₃O₄/PEG/TiP，为聚乙二醇-四氧化三铁(PEG-Fe₃O₄)负载磷酸氢钛(TiP)的吸附剂。

本发明所述的重金属铅离子的高效吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)Fe₃O₄/PEG的制备

称取FeSO₄·7H₂O、Na₂S₂O₃·5H₂O，在玛瑙研钵内研磨均匀后，倒入到反应釜中，加入PEG水溶液，然后加入NaOH固体，用玻棒搅拌均匀，将反应釜放入烘箱中反应；反应结束后，自然冷却至室温，用蒸馏水与无水乙醇离心洗涤产物至溶液pH接近7，然后放入真空干燥箱进行干燥，研磨过160目的标准筛，保存在袋子内备用；

(2)Fe₃O₄/PEG/TiP的制备

移取磷酸溶液，加入步骤(1)制备得到的Fe₃O₄/PEG，搅拌均匀，在机械搅拌条件下，逐滴加入TiCl₄溶液反应，反应完成后离心分离，用无水乙醇与蒸馏水洗涤至pH接近7，然后烘箱中干燥，研磨过160目的标准筛，制备得到复合磁性纳米材料Fe₃O₄/PEG/TiP。