[发明专利]一种用于吸附六价铬离子的明胶基水凝胶吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种吸附六价铬离子的明胶基水凝胶吸附剂制备方法，具体为：将明胶超声分散到45℃~60℃的去离子水中，超声分散的时间为10 min，加入适量的氧化多壁碳纳米管，超声1 h。之后将其倒入成型模具内，待明胶与氧化多壁碳纳米管混合液完全成凝胶态后，得到的明胶‑氧化多壁碳纳米管凝胶浸泡在吡咯溶液中30 min，温度保持在0‑4℃。加入30 ml氧化剂溶液（8g六水合三氯化铁溶于100 ml的去离子水和0.3 M的盐酸），保持8 h。再用丙酮和去离子水洗涤凝胶，并在60℃下干燥至恒重。得到明胶‑氧化多壁碳纳米管‑聚吡咯水凝胶。另外，该方法操作简单，成本低廉，可进行大规模推广生产。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种吸附六价铬离子的明胶基水凝胶吸附剂制备方法。

背景技术

由于皮革价格、采矿、玻璃制造、电镀、电池制造等过程中排放的废水，重金属离子所引起的水污染是环境污染的主要来源，日益引起人们的关注。铬（Cr）是一种有毒重金属，通常以Cr（III）和Cr（VI）的价态存在于工业废水中，Cr（VI）毒性高出Cr（III）近500倍。作为一种典型的重金属污染物，Cr（VI）可能导致致癌、致突变性、肝损伤、肺水肿等症状。为了解决这一难题，许多研究者对去除Cr（VI）进行了大量研究。

明胶是一种由胶原蛋白水解而成的变形蛋白质，存在大量的官能团，如氨基、羧基、羟基等。此外，在分子链和分子链之间发现大量氢键，对金属离子具有很强的螯合能力。并且明胶廉价易得，可从皮革废料中提取，成为“以废治废”的环保材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附六价铬离子的明胶基水凝胶吸附剂制备方法，旨在解决当前处理废水中六价铬离子成本高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种吸附六价铬离子的明胶基水凝胶吸附剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将5 g明胶超声分散到45℃~60℃的50 mL去离子水中，超声分散的时间为10 min，加入适量的氧化多壁碳纳米管，超声1 h。之后将其倒入成型模具内，待明胶与氧化多壁碳纳米管混合液完全成凝胶态后，得到明胶-氧化多壁碳纳米管凝胶；

步骤2，将经步骤1后得到的明胶-氧化多壁碳纳米管凝胶浸泡在吡咯溶液中30min，温度保持在0-4℃。加入30ml氧化剂溶液（8g六水合三氯化铁溶于97 ml的去离子水和3mL的盐酸的共混溶液），保持8 h。再用丙酮和去离子水洗涤凝胶，并在60℃下干燥至恒重。得到明胶-氧化多壁碳纳米管-聚吡咯水凝胶；

本发明的特点还在于，

步骤1中，明胶与去离子水的质量比为1~2：8~9，明胶与氧化碳纳米管的质量比为1~2：0.05~0.1。

步骤2中，加入氧化剂溶液10~50 mL，盐酸浓度在0.1~0.5 M。

本发明的有益效果在于：

本发明的技术方案中，选用价格低廉的明胶为原料，与氧化多壁碳纳米管复合，经聚吡咯表面修饰得到六价铬离子吸附剂，该吸附剂通过静电吸附、离子交换和Cr（VI）的还原快速吸附，解决了目前去除废水中的六价铬离子成本高的问题，与其他吸附剂进行比较，具有更高的吸附率，另外，该方法操作简单，成本低廉，可进行大规模推广生产。

附图说明

图1是本发明实施例中制备的明胶-氧化多壁碳纳米管-聚吡咯水凝胶吸附剂表面的SEM图；

图2是本发明实施例中制备的明胶-氧化多壁碳纳米管-聚吡咯水凝胶吸附剂内部的SEM图；

图3是本发明实施例中制备的明胶-氧化多壁碳纳米管-聚吡咯水凝胶吸附剂XPS图。

具体实施方式

为了更清楚地解释本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实例或现有技术描述所使用的附图作简单地介绍。