[发明专利]一种重金属污水处理方法

权利要求书

1.一种重金属污水处理方法，其特征在于：所述方法包括以下内容：

通过酸和碱调节重金属污水的pH为5~9，然后添加吸附剂材料于上述污水中，所述吸附剂的添加量为2~5g/L，再在室温条件下搅拌4~6h，过滤分离；所述重金属离子为Hg²⁺、Pb²⁺和/或Cu²⁺；所述Hg²⁺、Pb²⁺和Cu²⁺的浓度分别为100~120mg/L；100~120mg/L、100~120mg/L；

所述吸附剂材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将硅酸乙酯TEOS和乙醇的混合溶液迅速加入到氨水和水的混合液中，搅拌下反应2～3小时，过滤得到单分散的SiO₂纳米颗粒；

（2）将可溶性的三价铁离子盐加入到乙二醇溶液中，配制成0.1～0.4mol/L的溶液，同时加入适量的表面活性剂及无水碳酸钠，分散均匀；然后将步骤（1）制备的SiO₂纳米颗粒添加上述混合溶液中，继续搅拌3~5h，然后转移到聚四氟乙烯反应釜中，在240～280℃条件下反应24～36小时；冷却至室温，通过磁性分离，将所得产物用乙醇和去离子水洗涤，在90~120℃下真空干燥5～10小时，得到产物B；

（3）将氯化铝、氯化铁、对苯二甲酸和N，N-二甲基甲酰胺的混合物在室温下超声，使其成为透明溶液，将产物B添加到上述溶液中，继续搅拌2~4h，然后转移到的聚四氟乙烯衬里的反应釜里，加热到140~160℃，并在此温度下保持12~20h；将溶液从反应釜中倒出，进行磁性分离，得到红褐色固体，剩余固体分别用DMF 和乙醇洗涤4~6次，然后在100~120℃的真空条件下干燥10~14h，收集产物C；所述氯化铝与氯化铁的摩尔比为1:3~5；所述氯化铝与氯化铁的物质的量之和与对苯二甲酸以及N，N-二甲基甲酰胺的比为1mmol:1mmol：180~200mL；

（4）然后将步骤（3）制备的产物C置于石英舟中，其中以惰性气体为保护气，以1~3℃·min^-1的升温速率加热到340~360℃，并恒温1~3 h，再以4~5℃·min^-1的升温速率加热到560~580℃后煅烧2~4 h，然后以6~8℃·min^-1升温至840~940℃，保温2~4h，然后降温至室温，最后得到产物D；

（5）将产物D转移到NaOH溶液中，加热至80~90℃反应14~20h，水洗至中性，分离，干燥后即得到吸附剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的酸为盐酸、硫酸、醋酸中的一种或多种；所述碱为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述的硅酸乙酯与乙醇的体积比为5～6:4～5，氨水和水的体积比为0.5～2:3～10，TEOS与氨水的体积比为5～6:0.5～2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述SiO₂纳米颗粒的粒径范围5~12nm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述表面活性剂为聚乙二醇，分子量为400～2000;三价铁离子盐为三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁或醋酸铁。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述表面活性剂的浓度为0.005～0.1mol/L，所述无水碳酸钠为0.09～0.11g/mL。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（4）中，所述惰性气体为Ar或He。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于：在步骤（5）中，所述NaOH溶液的摩尔浓度为1mol/L～2mol/L。

9.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于：在步骤（5）中，所述干燥为于30℃～60℃干燥4~6h。