[发明专利]一种制备磁性腐殖酸改性石英砂的方法及改性石英砂

说明书

本发明涉及一种制备磁性腐殖酸改性石英砂的方法及改性石英砂，本发明所述方法包括：将石英砂与含磁性腐殖酸的分散液混合均匀，所述石英砂与所述分散液中的磁性腐殖酸的质量比为2.5×10^‑3～20×10^‑3:1；将混匀的石英砂置于120～150℃下处理0.5～1h，即得经过改性的石英砂。由前述方法制备的改性石英砂能够有效去除水中的重金属镉，且对重金属镉的去除具有一定选择性，对镉的最大吸附容量可达0.42mg/g，是普通石英砂的2.8倍，并且其制备成本低、再生循环能力强，可反复使用。

技术领域

本发明涉及重金属吸附领域，具体而言，涉及一种制备磁性腐殖酸改性石英砂的方法及改性石英砂。

背景技术

来自工业排放的重金属污染已经成为了一个很严重的环境问题。这些有毒的重金属一旦被不适当地排放到水体中，会对人类的身体健康及自然环境造成伤害。镉是一种高毒性的重金属，主要来源于合金制备、油漆颜料、电池生产、玩具制造、电镀和采矿等工业活动。而许多疾病，如肾功能损害、肺气肿、高血压、心血管障碍、糖尿病和骨骼畸形等都与镉污染有关。因此，有效去除污水中的重金属镉势在必行。

传统的一些镉处理方法，如化学沉淀法、离子交换法、反渗透膜法及过滤法等，或因其处理成本高、或因处理效率低、或因能耗高、或因操作复杂而限制了其在处理含镉废水方面的应用。而吸附法，作为一种高效的、成本低廉的、操作简单且环境友好的处理方法，已经广泛应用于废水处理领域。

石英砂是一种广泛用于各种给水处理、污水处理和环境治理的净水材料，原料来源广泛、取材方便，具有造价低廉的优点。但由于石英砂表面孔隙少、比表面小、等电点低，因此，石英砂对水中有毒重金属(如，镉)的去除效果不理想。

因此，对石英砂进行改性，获得能够有效吸附重金属，尤其是重金属镉的改性石英砂对本领域具有重大意义。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种制备磁性腐殖酸改性石英砂的方法，本发明所述方法对石英砂进行改性，使其具有选择性吸附作用，对重金属、尤其是重金属镉的吸附能力强，且再生循环性能好、使用寿命长。

本发明的第二目的在于提供一种根据所述方法制备的改性石英砂，所述石英砂具有选择性吸附作用，对重金属、尤其是重金属镉的吸附能力强，且制备成本低、可反复使用。

本发明的第三目的在于提供一种吸附柱，所述吸附柱能够高效、经济地对重金属，尤其是重金属镉进行吸附。

本发明的第四目的在于提供前述改性石英砂或吸附柱在重金属吸附中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种制备磁性腐殖酸改性石英砂的方法，所述方法包括：

(1)将石英砂与含磁性腐殖酸的分散液混合均匀，所述石英砂与所述分散液中的磁性腐殖酸的质量比为2.5×10^-3～20×10^-3:1；

(2)将混匀的石英砂置于120～150℃下处理0.5～1h，即得经过改性的石英砂。

本发明所述方法具有以下优点：首先，石英砂表面加载有磁性腐殖酸。一方面，腐殖酸的基本结构为芳环和脂环，环上连接有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等活性基团，能与金属离子发生络合作用，可以有效去除废水中的重金属。另一方面，所述腐殖酸固定在磁性颗粒表面，形成磁性腐殖酸，再通过磁性腐殖酸的方式负载在石英砂表面，克服了一般腐殖酸在石英砂表面的吸附能力弱，在重金属的动态吸附过程中容易随溶液的流动而脱落的缺陷，兼具稳定性和吸附高效性。同时，磁性腐殖酸包覆在石英砂表面，增加了石英砂的比表面积和吸附位点，并使石英砂表面带负电，对溶液中带正电的金属离子具有强吸附作用。