[发明专利]一种吸附废水中重金属离子的凝胶微球及其制备方法

说明书

本发明涉及工业废水处理技术领域，特别涉及一种吸附废水中重金属离子的凝胶微球及其制备方法。该凝胶微球以天然植物黄麻叶为原料，来源丰富易得、价格低廉、可生物降解、环境友好且制备方法简单，易于工业化生产。制得的凝胶微球对废水中重金属离子铬具有显著的吸附效果。此外，本发明的黄麻叶凝胶微球吸附后的凝胶微球易于从水体中分离，可回收重复利用，既节省资源又不会造成二次污染。

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种吸附废水中重金属离子的凝胶微球及其制备方法。

背景技术

重金属的污染主要来源于工业污染，如电镀、矿山开采、钢铁及有色金属冶炼等，而工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境。重金属不能被生物降解为无害物质，且可在人和动物、植物中富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害。铬是一种毒性很大的重金属，容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤，在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变。铬在自然环境中一般以三价铬和六价铬的形态存在，一般认为六价铬的毒性更强，更易为人体吸收，而且可在体内蓄积。六价铬的毒性比三价铬要高100倍，是强致突变物质，可诱发肺癌和鼻咽癌。因此，工业重金属污染的治理，尤其是铬污染的治理，是环境保护中一个亟待解决的重大问题。

吸附法是一种较为高效、经济的处理工业废水的方法。近年来，研究者利用农林废弃植物吸附剂吸附和分离废水中的污染物，该方法因具有吸附速度快、成本低、操作简单、环境友好等特点而独具优势。

黄麻是一种来源丰富、可生物降解的可再生资源。黄麻尤其是黄麻叶含有丰富的-OH和-NH₂等功能基团，对重金属离子具有一定的螯合作用。然而，单一黄麻叶作为吸附剂，在水溶液中表现为粘稠状，分散性不好，对废水中重金属离子的吸附效果不理想，且吸附后难以回收，容易造成二次污染，导致其应用受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种对吸附废水中重金属离子的凝胶微球，使得该凝胶微球不仅对废水中重金属离子具有良好的吸附效果，而且能够回收利用，不会对水体造成二次污染。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种吸附废水中重金属离子的凝胶微球，由氯化钙、海藻酸钠、黄麻叶粉和去离子水制成。

本发明以天然植物黄麻叶为原料，来源丰富易得、价格低廉，可生物降解、对环境友好。本发明通过将黄麻叶与氯化钙和海藻酸钠合理搭配，制得的凝胶微球对废水中重金属铬具有显著的吸附效果，吸附后的凝胶微球易于从水体中分离，不会造成二次污染。同时，凝胶微球的制备方法简单，易于工业化生产。

在一些实施方案中，所述氯化钙、海藻酸钠和黄麻叶的质量比为(1～4)：(1～4)。在一些具体实施例中，海藻酸钠和黄麻叶的质量比为4：1。在另一些具体实施例中，海藻酸钠和黄麻叶的质量比为1：1。在另一些具体实施例中，海藻酸钠和黄麻叶的质量比为1：4。

在一些实施方案中，所述氯化钙溶液中氯化钙的质量百分数为2～8％。在一些具体实施例中，所述氯化钙溶液中氯化钙的质量百分数为5％或6％。

在一些实施方案中，所述海藻酸钠占所述凝胶微球的质量百分比为1～5％。在一些具体实施例中，所述海藻酸钠占所述凝胶微球的质量百分比为2％。

本发明中，黄麻叶粉为长果种或圆果种的黄麻叶片经干燥、粉碎后获得的粉末，所述黄麻叶粉粒径为30～300μm。

本发明还提供了所述凝胶微球的制备方法，包括：

将海藻酸钠和去离子水混合，水浴加热、搅拌，得海藻酸钠水溶液；

向所述海藻酸钠水溶液中加入黄麻叶粉，搅拌均匀，得混合液；

将所述混合液用蠕动泵匀速泵入到5％氯化钙溶液中，得凝胶颗粒，将凝胶颗粒浸泡12～24h，获得所述凝胶微球。