[发明专利]一种纳米羟基磷灰石干法改性纳米黑碳重金属吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于固相研磨干法改性技术领域，涉及一种纳米羟基磷灰石干法改性纳米黑碳重金属吸附剂的制备与应用，该方法为：将纳米羟基磷灰石与纳米黑碳以一定比例混合，混合均匀后经过固相研磨法得到改性纳米黑碳；HAP与MBC的质量比为3:4‑1:1；纳米羟基磷灰石干法改性纳米黑碳作为吸附剂在吸附废水中Cu²⁺、Cd²⁺的应用，得到纳米羟基磷灰石干法改性纳米黑碳对Cu²⁺的饱和吸附量为478.89mmol/kg；对Cd²⁺的饱和吸附量为423.49mmol/kg。

技术领域

本公开属于固相研磨干法改性技术领域，具体涉及一种纳米羟基磷灰石干法改性纳米 黑碳制备重金属吸附剂及其制备与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视 为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

重金属具有很强的毒性，含有重金属的污染物大量排入环境中，会使得重金属在环境 中不断累积，因此重金属污染问题亟待解决。目前含重金属污水的处理多采用吸附沉淀法。 研发经济、高效、安全的重金属吸附剂是提高含重金属废水处理效果的关键。纳米材料因 其巨大的比表面、高的化学活性和强的吸附性能，尤其是经过表面改性后，大大提高了对 重金属的吸附性能，成为当前重金属高效吸附剂研究的热点。发明人发现，每种吸附剂都 具有一定的局限性：一是，改性后的吸附剂多对Pb、Cu、Zn、Ni有较强的吸附性，对Cd的吸附性能较差；二是，改性后的吸附剂选择性增强，往往不能应用于多种重金属同时处理。对于含多种重金属的废水处理时，更换吸附剂增加了处理成本和时间；三是，Pb、Cu、Zn、Ni的排放标准远比毒性较大的Cd的高，在含多种重金属废水处理时，对Cd处理求更 高，也就是说要求改性后的吸附剂对Cd的吸附性能更高。

尤其是当吸附剂应用于重金属污染土壤钝化修复时，当土壤受几种重金属复合污染时， 对Cd的吸附钝化效果更差。即使土壤未受重金属Pb、Cu、Zn等污染，仅受到了Cd污染，Pb、Cu、Zn在土壤中的含量也远高于Cd。如，国家《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管 控标准(试行)》(CB15618-2018)中土壤风险筛选值，当土壤pH≥7.5时，Pb、Cu、Zn 的风险筛选值(其他)分别为170mg/kg，100mg/kg和300mg/kg，而Cd的限值则是0.6mg/kg。 也就是说，Cd污染超过限制160～500倍才与Pb、Cu、Zn未污染含量相当。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本公开的一个目的是提供一种纳米羟基磷灰石固相 研磨改性纳米黑碳重金属吸附剂的方法。纳米羟基磷灰石对Cd具有高的化学活性和强的吸 附能力，改性纳米黑碳对Cu具有较强的吸附能力。通过固相研磨法可以让硝酸-高锰酸钾 改性纳米黑碳与纳米羟基磷灰石充分混匀、结合，增加对Cu和Cd的吸附能力。

为了解决以上技术问题，本公开的技术方案为：

一种纳米羟基磷灰石干法改性纳米黑碳重金属吸附剂的制备方法，其具体过程为：纳 米羟基磷灰石(HAP)与纳米黑碳(MBC)以一定比例混合，混合均匀后经过固相研磨法得到纳米羟基磷灰石干法改性纳米黑碳；

所述纳米黑碳为先利用硝酸和高锰酸钾改性后的纳米黑碳。