[发明专利]一种吸附金属络合物的吸附剂及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种吸附金属络合物的吸附剂及制备方法和应用。该吸附剂是壳聚糖功能化的活性炭纤维CS‑ACF，其中活性炭纤维ACF与壳聚糖CS的质量比为1：(0.20‑5.00)。先用酸改性溶液对活性炭纤维ACF进行预处理；再取壳聚糖CS溶于乙酸溶液中制成CS溶液，将预处理后的ACF溶解于上述CS溶液中，搅拌，取出后置于氢氧化钠溶液中搅拌并水洗，真空干燥制得。通过简单、绿色、温和的技术，所制得的新型吸附剂CS‑ACF具有强度高、耐高温、耐腐蚀、来源广、成本低、具有生物相容性和生物可降解性的优点，可应用于电镀废水中Pb(II)‑EDTA重金属络合物的吸附处理。

技术领域

本发明涉及一种高效吸附水中金属络合物的吸附剂及其制备方法和应用，属于工业废水高效吸附金属络合物及新型吸附材料及制备领域，具体应用于电镀废水的污水处理厂对Pb(II)-EDTA重金属络合物的吸附。

背景技术

电镀、印刷电路板等行业的快速发展产生了大量的重金属废水。在这些行业的生产工序中，络合剂如乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、酒石酸等往往会被使用，这使得相当一部分重金属(如Pb、Cu、Ni、Cr等)以络合态的形式存在。Pb(II)-EDTA络合废水具有强稳定性、高毒性和难生物降解性的特点，一旦进入天然水体，必将对人体健康和水环境质量造成严重危害。我国在电镀污染物排放标准(GB 21900-2008)中规定Pb(II)的排放限值为0.20mg·L^-1。因此，为了满足日益严格的环保要求，近十多年以来，寻求高效、安全且经济的络合重金属废水处理方法一直是污染控制领域研究的热点和难点问题。

针对Pb(II)-EDTA络合废水的常用处理方法主要包括化学沉淀法、吸附法、膜分离法、生物法、离子交换法、高级氧化法等，这些方法各具优势，但在实际应用过程中也存在一些不足之处。例如，化学沉淀法中需要使用大量助沉剂，有些能粘在滤布、滤带上，造成堵塞，影响脱水性能。膜分离法的优点是分离效率高、能耗低且基本不产生二次污染的问题；但由于其膜的寿命短、价格成本高、清洗困难和膜组件易被堵塞等问题，影响其大规模应用与发展。生物法占地面积大，处理效果不稳定，受自然因素影响较大。由于络合污染废水中常含有其他杂质，导致树脂加速老化和污染，大大降低了其效能，使离子交换法处理络合废水的成本过高。高级氧化技术(AOPs)，如Fenton法，即利用Fe和H₂O₂之间的链反应催化生成具有强氧化性·OH自由基，能氧化各种有毒和难降解的有机化合物，但这类方法存在试剂成本高、铁污泥的释放导致二次污染等问题。与其他技术相比，吸附法表现出更好的性能，因为吸附法采用的吸附剂来源广、成本低，且工艺简单、操作方便、占地面积小、无二次污染。因此，针对废水中EDTA络合态铅的高效去除的吸附剂的开发仍是研究重点。