[发明专利]一种用于吸附水中Pb2+

说明书

本发明涉及重金属吸附剂及其制备方法，更具体地说，它涉及一种用于吸附水中Pb²⁺的复合吸附剂及其制备方法，所制备的复合吸附剂按照重量份数计算，包括以下组分：壳聚糖1～3份、纳米碳酸钙0.5～1.5份、氯化钙0.5～1.5份和凝胶液15～25份。本发明将壳聚糖和纳米碳酸钙通过凝胶液复合形成复合吸附剂，在相同添加量的情况下，本发明制备的复合吸附剂对Pb²⁺的吸附量高于单独使用纳米碳酸钙或壳聚糖，且本发明制备的复合吸附剂在中高浓度的Pb²⁺溶液中具有更好的吸附效果。

技术领域

本发明涉及重金属吸附剂及其制备方法，更具体地说，它涉及一种用于吸附水中Pb²⁺的复合吸附剂及其制备方法。

背景技术

壳聚糖，是一种直链天然高分子化合物，不溶于水，可溶于盐酸和部分弱酸性水溶液，分子中存在大量的功能性基团，如氨基和羟基等，具有孤对电子的基团可通过配位作用与重金属离子形成配合物，从而能很好地吸附废水中的重金属离子，将重金属离子除去。但是壳聚糖存在分子量小、架桥能力和溶解性能差、对碱金属和碱土金属离子的吸附效果欠佳等不足，使其应用在废水处理方面的应用受到限制。

纳米碳酸钙是一种粒径处于纳米水平的粉体材料，因而结构发生了改变，呈现出其他普通碳酸钙所不具有的效应，由于尺寸小，使其有效面积增加，表面能升高，吸附性比块体的碳酸钙增强。但是由于纳米碳酸钙存在“亲水性及易团聚”两个缺陷使得纳米碳酸钙的应用受到制约。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种用于吸附水中Pb²⁺的复合吸附剂，可有效地吸附废水中的重金属，吸附效果优于单独使用壳聚糖或纳米碳酸钙，且本发明制备的复合吸附剂在中高浓度(大于约120mg/L)的Pb²⁺溶液中具有更好的吸附效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种用于吸附水中Pb²⁺的复合吸附剂，按照重量份数计算，包括以下组分：壳聚糖1～3份、纳米碳酸钙0.5～1.5份、氯化钙0.5～1.5份和凝胶液15～25份。

本发明中，所述壳聚糖的结构式为

本发明中，所述纳米碳酸钙的粒径大小为50～100nm，进一步优选地，纳米碳酸钙的粒径大小为60～80nm，最优选为70nm。纳米碳酸钙的粒径大小影响其与壳聚糖的复合效果及所制备的复合吸附剂的吸附效果，粒径较大，容易在水中团聚，进而难以与壳聚糖形成复合结构；而粒径较小，则制备的复合吸附剂成本较高。

本发明中，所述壳聚糖、纳米碳酸钙和氯化钙的质量比为2～3:1:1，优选为2:1:1。

本发明中，所述凝胶液包括氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液。

本发明中，所述氢氧化钠溶液的质量分数为5～10％，所述碳酸钠溶液的质量分数为10～15％。

本发明的另一技术目的是在于提供用于吸附水中Pb²⁺的复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将部分壳聚糖溶解于醋酸溶液中，随后加入纳米碳酸钙和氯化钙，获得粘稠液；

(2)将剩余部分壳聚糖加蒸馏水润湿成糊状后，均匀涂抹在反应容器内壁，所述粘稠液转移至所述反应容器中，加入的粘稠液应将反应容器内壁上的糊状壳聚糖完全浸没；壳聚糖加入蒸馏水湿润成糊状后均匀地涂抹在反应容器内壁上，尽可能地增大壳聚糖与所述粘稠液的接触面积，进一步地，加入的粘稠液应将杯体内壁上的糊状壳聚糖完全浸没，使加入的壳聚糖完全参与反应；此外，本发明分两次对加入壳聚糖，便于壳聚糖的充分分散，与纳米碳酸钙形成优异的复合材料。

(3)所述反应容器中滴加凝胶液并浸没所述粘稠液，密封静置，反应完毕后制备获得白色固体，清洗，干燥，研磨，获得复合吸附剂。