专利名称：一种去除水中六价铬的方法
一种去除水中六价铬的方法技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种去除水中六价铬的方法。
背景技术：
铬在自然界中主要以Cr (IV)和Cr (III)两种稳定氧化态形式存在，铬的毒性与其存在价态有关，通常Cr (IV)的毒性比Cr (III)高100倍，且更易为人体吸收而在体内蓄积致癌，因此一般所谓的铬污染主要是指六价铬污染，六价铬被公认为致畸、致癌、致突变物质。由于铬的毒性强，且不能被微生物分解，易在生物体内富集，因此水溶性六价铬已被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，是国际公认的3种致癌金属物之一。铬污染物主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分、工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等。
目前，去除工业废水中六价铬离子的方法很多，主要有化学还原沉淀法、离子交换法、萃取法、物理化学吸附法、生物处理法以及其它综合处理方法。其中化学还原沉淀法因其工艺简单、处理效果好等特点而被广泛使用，其主要通过加入还原剂将Cr (IV)转化为Cr (III)后再中和(混凝)沉淀出来，回收或无害化处置，但化学还原沉淀法需要加入大量的沉淀剂，过滤后产生大量的废渣，生产过程较长，并且容易造成二次污染。传统的Cr(IV)还原方法主要为酸性条件下用亚铁、零价铁或低价硫等还原性化学试剂处理，使Cr2O7' HcrO4-, Cr042_还原成毒性较低的Cr3+，但通常成本较高。因此新型还原性材料的开发应用成为含铬废水处理的研究重点，如一些矿物、煤、天然材料等对Cr (IV)的还原作用已有报道(Fuel， 2002,81 (5) :691-698 !Environmental Science&Technology,2004, 38(18) :4860-4864), 而且此类材料通常兼具吸附性能。
近来废弃生物材料以其来源广泛、成本低廉和环境友好等特点在重金属废水治理方面受到关注，已有将农业副产品如木屑、树皮、果皮、谷壳等非活体生物材料用于重金属离子的吸附去除研究(Journal of Hazardous Materials, 2003, 100(1-3):53-63 ；Chemical Engineering Journal, 2008,137 :529-541 )，但此类材料对Cr (VI)的吸附容量有限，还不能进行广泛的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种去除水中六价铬的方法，该方法成本低廉、无二次污染且吸附效果较好。
本发明提供了一种去除水中六价铬的方法，包括以下步骤
A)将粉碎的玉米秸杆、水与羟基多元羧酸混合，加热反应，得到改性玉米秸杆；
B)将所述改性玉米秸杆与含六价铬水体在酸性条件下混合搅拌，进行反应。
优选的，所述步骤B中还加入磁种。
优选的，所述步骤B具体为
将所述改性玉米秸杆、磁种与含六价铬水体在酸性条件下混合搅拌，进行反应后，通过磁分离器分离沉淀。
优选的，所述改性玉米秸杆与磁种的质量比为1:(广1. 5)。
优选的，所述粉碎的玉米秸杆的颗粒度为30(Γ400μπι。
优选的，所述羟基多元羧酸选自柠檬酸和酒石酸中的一种或多种。
优选的，所述粉碎的玉米秸杆与羟基多元酸的质量比为1:(0. Cl. 5)。
优选的，所述步骤A中加热反应的温度为50°C 60°C，加热反应的时间为2(T24h。
优选的，所述酸性条件为pH值小于3。
优选的，所述改性玉米秸杆与含六价铬水体中六价铬离子的质量比为1: (O. 007^0. 008)。
本发明提供了一种去除水中六价铬的方法，该方法先将粉碎的玉米秸杆、水与羟基多元羧酸混合，加热反应，得到改性玉米秸杆；然后将所述改性玉米秸杆与含六价铬水体在酸性条件下混合搅拌，进行反应。与现有技术相比，本发明采用羟基多元羧酸对玉米秸杆进行改性，然后在酸性条件下去除水体中的六价铬。首先，玉米秸杆成本较低，且玉米秸杆为生物材料，不会带来二次污染；其次，改性玉米秸杆含有大量的羧基、羟基等吸附重金属活性位点，六价铬可通过离子交换机制结合到改性玉米秸杆表面；再次，改性玉米秸杆主要由纤维素、半纤维素及木质素等组成，含有大量的配位基团，可与六价铬离子形成螯合物； 最后，在酸性条件下，六价铬主要以Hcr04_存在，而改性玉米秸杆质子化带正电，两者通过静电吸附，也可去除六价铬离子。
图1为本发明所用超导磁分离水处理设备装置示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种去除水中六价铬的方法，包括以下步骤:A)将玉米秸杆、水与羟基多元羧酸混合，加热反应，得到改性玉米秸杆；B)将所述改性玉米秸杆与含六价铬水体在酸性条件下混合搅拌，进行反应。
其中，所述粉碎的玉米秸杆为本领域人员熟知的粉碎后的玉米秸杆即可，并无特殊的限制。本发明中所述粉碎的玉米秸杆的颗粒度优选为30(Γ400μπι，更优选为 330^370 μ m0所述粉碎的玉米秸杆优选按照以下方法进行制备将玉米秸杆洗净，烘干，然后粉碎过筛，得到粉碎的玉米秸杆。所述烘干的温度优选为105°C 110°C，所述烘干的时间优选为2(T26h，更优选为22 25h。玉米秸杆成本较低，且玉米秸杆为生物材料，将其用于水处理吸附剂不会带来二次污染。
所述羟基多元羧酸为本领域技术人员熟知的羟基多元羧酸即可，并无特殊的限制，本发明中所述羟基多元羧酸优选为柠檬酸和酒石酸中的一种或多种。所述水为本领域技术人员熟知的水即可，并无特殊的限制，水作为溶剂使羟基多元羧酸溶解，有利于与粉碎的玉米秸杆进行反应，本发明中所述水优选为蒸馏水，可减少水中电解质对反应的影响。
按照本发明，所述粉碎的玉米秸杆与羟基多元羧酸的质量比为1:(0.8 1.5)，优选为 I (Γ . 2)。
所述步骤Α)中加热反应的`温度为50°C 60°C，优选为53°C 57°C，所述加热反应的时间为20 26h，优选为22 24h。
其中，所述步骤A)中加热反应后优选还包括干燥，然后用蒸馏水洗涤或用碱液进行中和，以除去未反应的羟基多元羧酸。所述碱液为本领域技术人员熟知的碱液即可，并无特殊的限制，本发明中所述碱液优选为氢氧化钠溶液。
羟基多元羧酸加热脱水形成相应的酸酐，而玉米秸杆主要由纤维素、半纤维素、木质素等组成，纤维素含有羟基，其可与羟基多元羧酸脱水形成的酸酐反应形成酯键，将羧基引入纤维素中，从而是改性玉米秸杆含有大量的羧基，增强改性玉米秸杆的重金属吸附能力，六价铬可通过离子交换机制结合到改性玉米秸杆表面，并且改性玉米秸杆主要由纤维素、半纤维素及木质素等组成，含有大量的配位基团，可与六价铬离子形成螯合物。以羟基多元羧酸为柠檬酸为例，其对玉米秸杆进行改性的过程如下
权利要求
1.一种去除水中六价铬的方法，其特征在于，包括以下步骤A)将粉碎的玉米秸杆、水与羟基多元羧酸混合，加热反应，得到改性玉米秸杆；B)将所述改性玉米秸杆与含六价铬水体在酸性条件下混合搅拌，进行反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中还加入磁种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为将所述改性玉米秸杆、磁种与含六价铬水体在酸性条件下混合搅拌，进行反应后，通过磁分离器分离沉淀。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述改性玉米秸杆与磁种的质量比为1: (I 1. 5)。
5.根据权利要求 300 400 μ mD
6.根据权利要求1 中的一种或多种。
7.根据权利要求1 量比为1:(0· 8 1. 5)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中加热反应的温度为 500C 60°C，加热反应的时间为20 24h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性条件为pH值小于3。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性玉米秸杆与含六价铬水体中六价铬离子的质量比为1: (O. 007 O. 008)。I所述的方法，其特征在于，所述粉碎的玉米秸杆的颗粒度为所述的方法，其特征在于，所述羟基多元羧酸选自柠檬酸和酒石酸所述的方法，其特征在于，所述粉碎的玉米秸杆与羟基多元酸的质
全文摘要
本发明提供了一种去除水中六价铬的方法，该方法先将粉碎的玉米秸秆、水与羟基多元羧酸混合，加热反应，得到改性玉米秸秆，然后将其与含六价铬水体在酸性条件下混合搅拌，进行反应。与现有技术相比，首先，玉米秸秆成本较低，且玉米秸秆为生物材料，不会带来二次污染；其次，改性玉米秸秆含有大量的羧基、羟基等吸附重金属活性位点，六价铬可通过离子交换机制结合到改性玉米秸秆表面；再次，改性玉米秸秆主要由纤维素、半纤维素及木质素等组成，含有大量的配位基团，可与六价铬离子形成螯合物；最后，在酸性条件下，六价铬主要以HcrO4-存在，而改性玉米秸秆质子化带正电，两者通过静电吸附，也可去除六价铬离子。
文档编号B01J20/24GK103058314SQ20131002736
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者刘志梅, 刘峰, 吴胜军, 王小晓, 雷阳明 申请人:重庆绿色智能技术研究院