[发明专利]一种纳米复合除铊剂及其用于含铊废水处理的方法

说明书

一种纳米复合除铊剂及其用于含铊废水处理的方法，所述纳米复合除铊剂，按重量份计，所述纳米复合除铊剂包括以下原料：纳米载体10～60份、Fe₃O₄纳米粒子10～30份、普鲁士蓝15～30份。该纳米复合除铊剂，对铊的吸附能力远远大于海泡石、Fe₃O₄纳米粒子和普鲁士蓝3种单体对铊的吸附量的总和；其用于铊浓度≤100PPB的废水中铊的去除率均大于97％，甚至高达100％，远远高于常规的除铊剂。本发明还公开了纳米复合除铊剂用于含铊废水处理的方法。操作简单，且对废水的pH在6～10之间均能对铊有较高的吸附量，其对废水中铊浓度的可耐受范围广，除铊率高；纳米复合除铊剂的用量少。

技术领域

本发明涉及一种工业废水/污水处理技术领域，尤其是涉及一种纳米复合除铊剂及其用于含铊废水处理的方法。

背景技术

铊作为分散元素在高新技术领域、医药、航空、电子等领域得到了广泛的应用。在自然界中，铊以微量元素的形式伴生于长石、云母、黄钾铁矾等氧化矿及黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等硫化矿中。我国铊资源丰富，其储量居世界第一。近年来，随着含铊矿产资源的不断开发利用，导致了水体铊污染，对人类和环境健康造成了严重威胁。此外，日益发达的工业废水中也含有铊污染物，更进一步加剧了铊的环境污染。

一般，铊有两种价态，Tl(Ⅰ)和Tl(Ⅲ)，在自然界主要以正一价形式存在，其毒性大于砷。铊中毒会导致下肢麻木或疼痛、腰痛、脱发、失明、头痛、精神不振、肌肉痛、手足颤动、走路不稳等，甚至导致染色体畸变、干扰DNA的合成，严重的铊中毒可导致为植物人。铊化合物对成人最小致死量(MLD)为12mg·kg-1；铊剂量大于8.8mg·kg-1便可致儿童死亡。鉴于铊及其化合物的毒性，其已被联合国环境规划署(UNEP)下属的IRPTC列为有毒化学与人体非必需金属及其化合物。美国环境保护局(EPA)规定工业排放水中铊不超过0.14mg·L-1，生活饮用水中铊不超过2μg·L-1，而我国生活饮用水卫生标准中规定了铊的含量最高为0.1μg·L-1，高效除铊剂已成为水处理药剂的发展方向。

目前普遍采用化学沉淀法去除废水中铊。具体操作方法为通过加碱调节pH值，利用臭氧、高锰酸钾、双氧水等氧化剂，将一价铊(Tl⁺)氧化成三价铊(Tl³⁺)，然后通过絮凝、沉淀或生长进行去除。但这些技术存在加药量大，处理成本高，处理工艺复杂，有二次污染等缺点。

今年，CN111186886A公开了一种从工业废水中去除并回收铊的方法，将涂覆有普鲁士蓝、导电材料、粘结材料和造孔剂的工作电极置于含有铊的废水中作为阴极，惰性电极作为阳极，在外加电场的作用下，废水中的铊离子嵌入到阴极中形成含铊普鲁士蓝的工作电极，进而将废水中的铊去除；将含铊普鲁士蓝的工作电极置于酸性电解液中进行电解，铊从普鲁士蓝分子空位中脱出，释放到酸性电解液中获得富铊溶液，实现了铊的回收。但该方法难以实现大规模的废水/污水的处理。

综上所述，急需开发一种高效除铊剂，并通过优化其用于含铊废水处理的方法，提高除铊剂对废水/污水中铊的去除率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种成分简单、便于规模化生产、除铊率高的纳米复合除铊剂，及其用于含铊废水处理的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种纳米复合除铊剂，按重量份计，包括以下原料：纳米载体10～60份、Fe₃O₄纳米粒子10～30份、普鲁士蓝10～60份。

所述纳米载体为海泡石或层状MnO₂纳米线。

所述纳米复合除铊剂对铊的吸附量≥120mg/g。

所述纳米复合除铊剂通过以下步骤制备得到，