新型除重金属吸附材料及其制备方法

本发明涉及废水重金属污染治理，特别涉及一种新型除重金属吸附材料及其制备方法。

背景技术：

1、铊作为一种剧毒重金属，具有强烈的神经毒性，对人体肝肾都有损害作用，一旦进入人体，便会引发急性中毒。水体中铊污染也会破坏河流生态系统，严重影响鱼类等水生动物的新陈代谢，并在其体内累积造成延迟效应的毒性作用从而导致其大量死亡，t1+与k+有相似的离子半径和相互拮抗作用，在植物中的化学特性也相似，能以离子形态在植物内活动，并能遏制植物营养传输，影响植物生长。水体中铊的来源非常广泛，其中包含废气沉降，含铊矿床的生产开采，以及含铊化肥过度使用等。

2、目前铊的去除方法主要有氧化法，化学沉淀法，吸附法，离子交换法等，其中吸附法主要利用金属氧化物、矿渣等多孔性固体材料，通过物理化学吸附方式对铊进行去除，现有的除铊技术当中，对水体中铊的去除效果并不理想，存在利用率低、去除效率差，从而造成大量资源浪费。由于材料自身性质不稳定或对重金属吸附力不强，导致在去除水体中重金属的过程中造成水体的二次污染，且很容易受到ph值以及共存离子的影响，限制了现有诸多材料和技术的应用。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提出一种新型除重金属吸附材料及其制备方法，以采用高锰酸钾与活性炭通过水热方法制备出一种新型除重金属吸附材料，能够去除水体中的铊及其他重金属以达到治理水体中重金属污染的目的。

2、本发明一方面提出一种新型除重金属吸附材料的制备方法，所述方法包括：

3、将椰壳渣漂洗干净，放入烘箱80℃干燥6h后，研磨成椰壳粉；

4、将研磨好的椰壳粉过筛，选取粒径为75-135目的椰壳粉，按第一预设质量比往椰壳粉中加入h3po4进行浸渍，并在500℃下进行焙烧，得到椰壳活性炭；

5、往去离子水中加入kmno4和mnso4·h2o，并进行搅拌，以合成出线状mno2；

6、搅拌0.5小时后，将包含线状mno2的混合物及椰壳活性炭转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，并在180℃下反应，将反应后的混合物过滤，得到新型除重金属吸附材料。

7、在一些实施例中，第一预设质量比为3：4-6：7。

8、在一些实施例中，kmno4和mnso4·h2o的质量比为6：1-4：1。

9、在一些实施例中，在所述将研磨好的椰壳粉过筛，选取粒径为75-135目的椰壳粉，按第一预设质量比往椰壳粉中加入h3po4浸渍，并在500℃下进行焙烧，得到椰壳活性炭的步骤中：

10、浸渍时间为6-10h。

11、在一些实施例中，在所述将研磨好的椰壳粉过筛，选取粒径为75-135目的椰壳粉，按第一预设质量比往椰壳粉中加入h3po4浸渍，并在500℃下进行焙烧，得到椰壳活性炭的步骤中：

12、焙烧时间为3-5h。

13、在一些实施例中，在搅拌0.5小时后，将混合物及椰壳活性炭转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，并在180℃下反应，将反应后的混合物过滤，得到新型除重金属吸附材料的步骤中：

14、反应时间为6-10h。

15、本发明另一方面提出一种新型除重金属吸附材料，根据上述的新型除重金属吸附材料的制备方法获得。

16、在一些实施例中，当新型除重金属吸附材料的添加量为0.1g/l时，对废水中铊的去除率为44％-57％。

17、在一些实施例中，当新型除重金属吸附材料的添加量为2g/l时，对废水中铊的去除率为87％-96％。

18、在一些实施例中，当新型除重金属吸附材料的添加量为3g/l时，对废水中铊的去除率为92％-97％。

19、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

20、1.通过本发明制备方法得到的新型除重金属吸附材料的吸附效率高，纳米级mno2比表面积大、孔隙结构丰富、材料稳定、无毒无害，具有以静电吸附为主，多种去除方式为辅的去除机理，同时mno2表面存在大量羟基和负电荷官能团，对阳离子重金属具有极高的吸附容量和选择性。

21、2.回收利用率高，本发明制备方法得到的新型除重金属吸附材料在短时间内即可脱附回收，由于活性炭的高比表面积和高反应位点，使得脱附以后材料仍保持良好的结构性能，可以重复多次利用，大幅降低成本。

22、3.使用方便快捷，本发明制备方法得到的新型除重金属吸附材料投入水体即可，有利于水环境中重金属污染治理，且性质稳定，不会在水体中造成二次污染，在水环境中重金属污染治理领域具有广阔的发展和应用前景。

23、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。

技术特征：

1.一种新型除重金属吸附材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的新型除重金属吸附材料的制备方法，其特征在于，第一预设质量比为3：4-6：7。

3.根据权利要求1所述的新型除重金属吸附材料的制备方法，其特征在于，kmno4和mnso4·h2o的质量比为6：1-4：1。

4.根据权利要求1所述的新型除重金属吸附材料的制备方法，其特征在于，在所述将研磨好的椰壳粉过筛，选取粒径为75-135目的椰壳粉，按第一预设质量比往椰壳粉中加入h3po4浸渍，并在500℃下进行焙烧，得到椰壳活性炭的步骤中：

5.根据权利要求4所述的新型除重金属吸附材料的制备方法，其特征在于，在所述将研磨好的椰壳粉过筛，选取粒径为75-135目的椰壳粉，按第一预设质量比往椰壳粉中加入h3po4浸渍，并在500℃下进行焙烧，得到椰壳活性炭的步骤中：

6.根据权利要求1所述的新型除重金属吸附材料的制备方法，其特征在于，在搅拌0.5小时后，将混合物及椰壳活性炭转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，并在180℃下反应，将反应后的混合物过滤，得到新型除重金属吸附材料的步骤中：

7.一种新型除重金属吸附材料，其特征在于，根据权利要求1-6任一项所述的新型除重金属吸附材料的制备方法获得。

8.根据权利要求7所述的新型除重金属吸附材料，其特征在于，当新型除重金属吸附材料的添加量为0.1g/l时，对废水中铊的去除率为44％-57％。

9.根据权利要求7所述的新型除重金属吸附材料，其特征在于，当新型除重金属吸附材料的添加量为2g/l时，对废水中铊的去除率为87％-96％。

10.根据权利要求7所述的新型除重金属吸附材料，其特征在于，当新型除重金属吸附材料的添加量为3g/l时，对废水中铊的去除率为92％-97％。

技术总结
本发明提出一种新型除重金属吸附材料及其制备方法，该方法首先通过一次成型法合成制备得到椰壳活性炭，再往去离子水中加入KMnO<subgt;4</subgt;和MnSO<subgt;4</subgt;·H<subgt;2</subgt;O，并进行搅拌，以合成出线状MnO<subgt;2</subgt;；搅拌0.5小时后，将包含线状MnO<subgt;2</subgt;的混合物及椰壳活性炭转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，并在180℃下反应，将反应后的混合物过滤，得到新型除重金属吸附材料。本发明提出的一种新型除重金属吸附材料的制备方法，得到的新型除重金属吸附材料对水体中重金属的吸附效率极高，具有远高于现有吸附材料的比表面积和表面活性位点，显著提升了吸附百分比，使新型除重金属吸附材料利用率和吸附效率远超现有材料。

技术研发人员：刘峰,张安琦,郭心茹,高飞,孙蕾,李一囝,张运,杨帅,熊振华
受保护的技术使用者：江西科技师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15