本发明涉及环保材料技术领域，具体是一种黏土重金属吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术：
目前，重金属废水处理方法主要有三类：化学反应去除法、吸附浓缩分离去除法以及微生物或植物去除法。第一类是废水中重金属离子通过化学反应除去的方法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法和高分子重金属捕集剂法等；第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括吸附、溶剂萃取、蒸发和凝固法、离子交换和膜分离等；第三类是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，其中包括生物絮凝、生物化学法和植物生态修复等。重金属废水的传统处理工艺普遍存在成本高、反应慢、易造成二次污染、低浓度废水处理难等缺点。
吸附法是利用吸附剂的独特结构往除重金属离子的一种有效方法。利用吸附法处理电镀重金属废水的常用吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。吸附法处理重金属废水具有高效、简便和选择性好等优点，特别是对低浓度、污染性强、其他方法难以有效处理的重金属废水具有独特的应用价值。但目前工业上使用的吸附剂价格昂贵，广泛应用受到限制，重金属的回收，吸附剂的再生和二次污染也是吸附法处理重金属废水中的难点。常用的吸附剂活性炭在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般仅用于电镀废水的预处理。黏土是由火山灰堆积而成，是运用最广泛的一种土壤介质。但是单独的黏土吸附重金属效率低，如何对其简单处理使其提高吸附重金属效率，是本专利需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种黏土重金属吸附剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种黏土重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：黏土27-35份、乙酸乙酯13-21份、异丙醇钛2-6份、水杨醇5-12份。
作为本发明进一步的方案：所述黏土重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：黏土29-33份、乙酸乙酯15-19份、异丙醇钛3-5份、水杨醇7-10份。
作为本发明进一步的方案：所述黏土重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：黏土31份、乙酸乙酯17份、异丙醇钛4份、水杨醇9份。
本发明另一目的是提供一种黏土重金属吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：
1)将乙酸乙酯与其质量4.8倍的去离子水混合，制得乙酸乙酯溶液；
2)将黏土与异丙醇钛混合研磨、过120目筛，然后加入乙酸乙酯溶液，升温至72℃并在该温度下超声处理32min，超声功率为1000W，然后滴加水杨醇，滴加完成后升温至112℃并在该温度下密封搅拌处理53min，然后再微波处理20min，微波功率为800W，再在99-101℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧4h即得吸附剂。
本发明另一目的是提供所述吸附剂在污水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中黏土与异丙醇钛混合研磨，再利用乙酸乙酯超声处理、水杨醇微波处理等步骤制得的吸附剂，对重金属的吸附效率极高，而且可重复使用100次以上。本发明黏土重金属吸附剂的吸附容量高，吸附速度快；制备方法简单，使用后酸处理即可回收重金属，再450℃高温煅烧即可再生，可重复利用次数高；解吸附完全，重金属回收成本低；处理重金属废水具有处理成本低，工艺简单，不存在二次污染，吸附剂可多次重复使用，重金属回收容易，适于工业化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种黏土重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：黏土27份、乙酸乙酯13份、异丙醇钛2份、水杨醇5份。
将乙酸乙酯与其质量4.8倍的去离子水混合，制得乙酸乙酯溶液。将黏土与异丙醇钛混合研磨、过120目筛，然后加入乙酸乙酯溶液，升温至72℃并在该温度下超声处理32min，超声功率为1000W，然后滴加水杨醇，滴加完成后升温至112℃并在该温度下密封搅拌处理53min，然后再微波处理20min，微波功率为800W，再在99℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧4h即得吸附剂。
经反复实验得到：该吸附剂的吸附容量为65-75mg/g；该吸附剂重复使用100次以上仍保持90-100％的吸附容量。
实施例2
本发明实施例中，一种黏土重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：黏土35份、乙酸乙酯21份、异丙醇钛6份、水杨醇12份。
将乙酸乙酯与其质量4.8倍的去离子水混合，制得乙酸乙酯溶液。将黏土与异丙醇钛混合研磨、过120目筛，然后加入乙酸乙酯溶液，升温至72℃并在该温度下超声处理32min，超声功率为1000W，然后滴加水杨醇，滴加完成后升温至112℃并在该温度下密封搅拌处理53min，然后再微波处理20min，微波功率为800W，再在101℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧4h即得吸附剂。
经反复实验得到：该吸附剂的吸附容量为65-75mg/g；该吸附剂重复使用100次以上仍保持90-100％的吸附容量。
实施例3
本发明实施例中，一种黏土重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：黏土29份、乙酸乙酯15份、异丙醇钛3份、水杨醇7份。
将乙酸乙酯与其质量4.8倍的去离子水混合，制得乙酸乙酯溶液。将黏土与异丙醇钛混合研磨、过120目筛，然后加入乙酸乙酯溶液，升温至72℃并在该温度下超声处理32min，超声功率为1000W，然后滴加水杨醇，滴加完成后升温至112℃并在该温度下密封搅拌处理53min，然后再微波处理20min，微波功率为800W，再在100℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧4h即得吸附剂。
经反复实验得到：该吸附剂的吸附容量为65-75mg/g；该吸附剂重复使用100次以上仍保持92-100％的吸附容量。
实施例4
本发明实施例中，一种黏土重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：黏土33份、乙酸乙酯19份、异丙醇钛5份、水杨醇10份。
将乙酸乙酯与其质量4.8倍的去离子水混合，制得乙酸乙酯溶液。将黏土与异丙醇钛混合研磨、过120目筛，然后加入乙酸乙酯溶液，升温至72℃并在该温度下超声处理32min，超声功率为1000W，然后滴加水杨醇，滴加完成后升温至112℃并在该温度下密封搅拌处理53min，然后再微波处理20min，微波功率为800W，再在100℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧4h即得吸附剂。
经反复实验得到：该吸附剂的吸附容量为65-75mg/g；该吸附剂重复使用100次以上仍保持92-100％的吸附容量。
实施例5
本发明实施例中，一种黏土重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：黏土31份、乙酸乙酯17份、异丙醇钛4份、水杨醇9份。
将乙酸乙酯与其质量4.8倍的去离子水混合，制得乙酸乙酯溶液。将黏土与异丙醇钛混合研磨、过120目筛，然后加入乙酸乙酯溶液，升温至72℃并在该温度下超声处理32min，超声功率为1000W，然后滴加水杨醇，滴加完成后升温至112℃并在该温度下密封搅拌处理53min，然后再微波处理20min，微波功率为800W，再在100℃的温度下搅拌至干，然后在430℃的马弗炉中煅烧4h即得吸附剂。
经反复实验得到：该吸附剂的吸附容量为70-80mg/g；该吸附剂重复使用100次以上仍保持93-100％的吸附容量。
对比例1
除不含有乙酸乙酯外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
经测试，该吸附剂的吸附容量为10-30mg/g，该吸附剂重复使用5次后吸附效率会下降到低于原吸附容量的50％。
对比例2
除不含有异丙醇钛外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
经测试，该吸附剂的吸附容量为10-30mg/g，该吸附剂重复使用5次后吸附效率会下降到低于原吸附容量的50％。
对比例3
除不含有乙酸乙酯以及异丙醇钛外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
经测试，该吸附剂的吸附容量为10-20mg/g，该吸附剂重复使用5次后吸附效率会下降到低于原吸附容量的50％。
实施例1-5及对比例1-3制得的吸附剂再生5次后的结果如表1所示。
表1
因此，由表1可得出，经过其它原料处理后的黏土的吸附容量大、重复使用次数多。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。