[发明专利]一种去除六价铬的金属有机高分子材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于去除六价铬的金属有机高分子材料的制备方法及其所得材料和应用，该方法包括如下步骤：(1)将鞣酸和柠檬酸钠加水溶解得到混合溶液，将混合溶液与淀粉溶液混合得到高分子骨架溶液；(2)将水溶性三价铁盐溶液加入步骤(1)得到的高分子骨架溶液中，搅拌反应，得到金属高分子材料。本发明提供的金属有机高分子材料能够高效去除废水中的六价铬，且性能稳定，廉价易得，适用于大规模处理Cr(VI)废水。本发明提供的制备方法操作简单，生产成本低，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于废水污染控制技术领域，具体涉及一种用于去除六价铬的金属有机高分子材料的制备方法及其所得材料和应用。

背景技术

处理重金属污染的水体一直受到广泛的关注，特别是含铬的废水，会严重威胁到人的身体健康和自然环境。含铬废水主要来源于采矿、金属电镀、冶金、造纸和铬酸盐加工等所排放的废水。在水体中，铬以两种价态存在：Cr(VI)和Cr(III)，这两种价态展现了不同的化学性质和毒性，与Cr(III)相比，Cr(VI)溶解性高，在水中以Cr₂O7^2-、 CrO4^2-等氧负离子的形式存在，其具有较强的毒性，已经被列为优先污染物。

根据重金属Cr的性质，其主要的处理方法就是将Cr(VI)还原成Cr(III)，从而降低了废水的毒性。目前为止，很多方法与技术用于去除水体中六价铬，比如吸附、化学沉降、膜过滤等。很多的材料也广泛应用于含Cr(VI)废水的处理，应用比较广泛的是纳米零价铁，由于其具有较强的还原性，较大的比表面积，能够将废水中的六价铬快速还原成三价铬而除去。但是零价纳米铁本身也存在一定的问题。首先是零价纳米铁的制备过程相对复杂，普遍使用的是液相还原法，在制备过程中需要通入惰性气体进行保护，制备设施相对复杂，另外，纳米铁活性较高，在空气中很容易与氧气发生反应而失活，影响了纳米铁的处理效果。有的学者研究并制备了比较稳定的纳米铁，但是制备的过程中也需要惰性气体保护，这样在实际的生产过程中，需要较为复杂的装置。因此，目前亟需开发出一种制备简单，性质稳定，去除效率较高的新的处理材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于去除六价铬的金属有机高分子材料的制备方法。

本发明的另一个目的是提供所述制备方法制备得到的金属有机高分子材料，该材料能够高效去除废水中的六价铬，且性能稳定，廉价易得，适用于大规模处理Cr(VI)废水。

本发明还有一个目的是提供所述金属有机高分子材料在去除水体中的六价铬中的应用。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于去除六价铬的金属有机高分子材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将鞣酸和柠檬酸钠加水溶解得到混合溶液，将混合溶液与淀粉溶液混合得到高分子骨架溶液；

(2)将水溶性三价铁盐溶液加入步骤(1)得到的高分子骨架溶液中，搅拌反应，得到金属高分子材料。

更具体的步骤如下：

(1)配置溶液，称取鞣酸以及柠檬酸钠，置于烧杯中，加入水，超声和/或搅拌直至溶解，得到混合溶液；称取可溶性淀粉，加入水搅匀，缓缓倒入沸水中，随加随搅拌，继续煮沸1～3分钟，冷却，取上清液，得到淀粉溶液；将淀粉溶液与混合溶液混合，得到高分子骨架溶液；

(2)在搅拌的状态下，将水溶性三价铁盐溶液加入到步骤(1)得到的高分子骨架溶液中，滴加完毕后，继续搅拌3～10分钟，得到金属高分子材料。

步骤(1)中，鞣酸与柠檬酸钠的摩尔比为(1～3)∶1，优选为(1～1.5)∶1；鞣酸与水的质量比为(0.01～0.015)∶1，优选为0.012∶1；所述的淀粉溶液的质量分数为0.1～0.5％，优选为0.1～0.2％。