[发明专利]一种同时快速吸附铬、镉和铅重金属离子的方法

说明书

本发明一种同时快速吸附铬、镉和铅重金属离子的方法，采用聚乙烯吡咯烷酮修饰的Fe₃O₄包埋氧化石墨烯作为铬、镉和铅重金属离子吸附剂，具体包含PVP/Fe₃O₄/GO复合物的制备、铬、镉和铅重金属离子的吸附及解析三步骤。PVP/Fe₃O₄/GO复合物对铬、镉和铅三种离子的吸附时间短，最大吸附量分别达到13.82 mg/g、30.52 mg/g、555.56 mg/g。PVP/Fe₃O₄/GO复合物在5%HNO₃溶液中显示出高稳定性，重复利用5次后仍具有良好的吸附性能，易于分离和去除，对环境不会造成严重的二次污染。本发明方法被成功应用于复杂土壤中铬、镉和铅离子的吸附，其吸附效率均达到90%以上，操作简单，无需专门培训，成本低，稳定性高且易分离，有利于实现土壤中铬、镉和铅离子的处理。

技术领域

本发明涉及一种同时快速吸附铬、镉和铅重金属离子的方法，具体属于无机化学分析技术领域。

背景技术

重金属离子由于其具有长的半衰期，在水和土壤中不具降解特性，尤其是Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)，容易引起严重的食品和环境污染。其通过动植物的富集，食物链的放大，对人体健康也会带来严重威胁，如引起肾功能损伤、肺气肿、神经系统损伤、高血压等疾病。因此，亟需一种有效的方法吸附和去除水和土壤中的重金属离子，减少重金属离子残留。目前，已经有大量方法被报道用于吸附和去除重金属离子，如过滤、沉降、生物处理、离子交换、吸附技术等。其中吸附技术因具有去除效率高、成本较低、在使用和操作上灵活，被认为是最有潜力的方法之一。然而许多吸附剂在使用后分离困难、稳定性较差、吸附速度较慢，从而影响重金属离子的去除速度和去除效率，对环境也可能带来二次污染，且不能同时吸附Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)三种重金属离子。因此，急需开发制备简单、稳定性好、吸附速度快、分离容易，且能同时吸附Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)三种重金属离子的方法。

磁性吸附剂因其具有易分离、成本低、毒性小、适用范围广等特性而备受关注。氧化石墨烯（Graphene oxide，GO）表面积大，且表面含有丰富的官能团，如分布在其边缘的羰基、分布在平面上的羧基和环氧基等。这些基团都易于和重金属离子Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)通过氢键进行结合，达到吸附效果。为了进一步提高吸附效率，可在氧化石墨烯表面进行修饰，并与磁性Fe₃O₄结合，大大增加其表面官能团，提供更多结合位点，且达到易分离目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种同时快速吸附Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)的方法。

本发明一种同时快速吸附铬、镉和铅重金属离子的方法是这样实现的：

采用聚乙烯吡咯烷酮修饰的Fe₃O₄包埋氧化石墨烯作为重金属离子吸附剂，具体包含以下步骤：

步骤1：PVP/Fe₃O₄/GO复合物的制备