本發(fā)明涉及環(huán)保材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于重金屬廢水處理的吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
重金屬離子引起的水污染是全球面臨的一個嚴峻的環(huán)境問題，鉻、鎘以及鉛是引起水污染的主要重金屬離子，其中，鎘和鉛的含量通常最高，對人類健康危害最大。根據(jù)世界衛(wèi)生組織標準，飲用水中鎘和鉛的最高含量不能高于0.003和0.01mg/g。目前用于去除重金屬離子的方法主要包括膜分離，酸堿中和，沉降等方法，但成本較高，周期性長且反應(yīng)難以控制限制了其廣泛的商業(yè)應(yīng)用。
吸附法處理重金屬廢水具有高效、簡便和選擇性好等優(yōu)點，特別是對低濃度、污染性強、其他方法難以有效處理的重金屬廢水具有獨特的應(yīng)用價值。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的常用吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。但目前工業(yè)上使用的吸附劑價格昂貴，廣泛應(yīng)用受到限制，重金屬的回收，吸附劑的再生和二次污染也是吸附法處理重金屬廢水中的難點。赤玉土是由火山灰堆積而成，是運用最廣泛的一種土壤介質(zhì)。但是單獨的赤玉土吸附重金屬效率低，如何對其簡單處理使其提高吸附重金屬效率，是本專利需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于重金屬廢水處理的吸附劑及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種用于重金屬廢水處理的吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土31-39份、硫代乙醇酸1-5份、丙烯酰胺8-16份、聚乙二醇23-31份。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述用于重金屬廢水處理的吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土33-37份、硫代乙醇酸2-4份、丙烯酰胺10-14份、聚乙二醇25-29份。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述用于重金屬廢水處理的吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土35份、硫代乙醇酸3份、丙烯酰胺12份、聚乙二醇27份。
本發(fā)明另一目的是提供一種用于重金屬廢水處理的吸附劑的制備方法，由以下步驟組成：
1)將聚乙二醇與其質(zhì)量2.6倍的去離子水混合，制得聚乙二醇溶液；
2)將赤玉土與丙烯酰胺混合研磨、過120目篩，然后加入聚乙二醇溶液，升溫至65℃并在該溫度下超聲處理27min，超聲功率為1000W，然后滴加硫代乙醇酸，滴加完成后升溫至118℃并在該溫度下密封攪拌處理75min，然后再微波處理15min，微波功率為1000W，再在99-101℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4.3h即得吸附劑。
本發(fā)明另一目的是提供所述吸附劑在污水處理中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中赤玉土與丙烯酰胺混合研磨，再加入聚乙二醇進行超聲處理、滴加硫代乙醇酸進行微波處理等步驟制得的吸附劑，對重金屬的吸附效率極高，而且可重復(fù)使用100次以上，對水源重金屬污染具有很好的治理作用。本發(fā)明反應(yīng)條件溫和，原料少且取材廣泛，過程操作簡單，生產(chǎn)成本低，得率高，適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明通過大量實驗篩選合適的原料、合適的分量及合適的制備參數(shù)，篩選出吸附重金屬離子的最佳條件。本發(fā)明的吸附劑經(jīng)濟、環(huán)保，對高濃度廢水中的重金屬離子的去除率可達98％以上，使用后酸處理即可回收重金屬，再450℃高溫煅燒即可再生，可重復(fù)利用次數(shù)高，可以廣泛應(yīng)用于重金屬廢水的處理，可克服現(xiàn)有技術(shù)中成本高，吸附去除效率低，吸附劑不能再生等諸多不足，具有重要的社會效應(yīng)。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
本發(fā)明實施例中，一種用于重金屬廢水處理的吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土31份、硫代乙醇酸1份、丙烯酰胺8份、聚乙二醇23份。
將聚乙二醇與其質(zhì)量2.6倍的去離子水混合，制得聚乙二醇溶液。將赤玉土與丙烯酰胺混合研磨、過120目篩，然后加入聚乙二醇溶液，升溫至65℃并在該溫度下超聲處理27min，超聲功率為1000W，然后滴加硫代乙醇酸，滴加完成后升溫至118℃并在該溫度下密封攪拌處理75min，然后再微波處理15min，微波功率為1000W，再在99℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4.3h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為60-70mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持90-100％的吸附容量。
實施例2
本發(fā)明實施例中，一種用于重金屬廢水處理的吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土39份、硫代乙醇酸5份、丙烯酰胺16份、聚乙二醇31份。
將聚乙二醇與其質(zhì)量2.6倍的去離子水混合，制得聚乙二醇溶液。將赤玉土與丙烯酰胺混合研磨、過120目篩，然后加入聚乙二醇溶液，升溫至65℃并在該溫度下超聲處理27min，超聲功率為1000W，然后滴加硫代乙醇酸，滴加完成后升溫至118℃并在該溫度下密封攪拌處理75min，然后再微波處理15min，微波功率為1000W，再在101℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4.3h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為60-70mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持90-100％的吸附容量。
實施例3
本發(fā)明實施例中，一種用于重金屬廢水處理的吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土33份、硫代乙醇酸2份、丙烯酰胺10份、聚乙二醇25份。
將聚乙二醇與其質(zhì)量2.6倍的去離子水混合，制得聚乙二醇溶液。將赤玉土與丙烯酰胺混合研磨、過120目篩，然后加入聚乙二醇溶液，升溫至65℃并在該溫度下超聲處理27min，超聲功率為1000W，然后滴加硫代乙醇酸，滴加完成后升溫至118℃并在該溫度下密封攪拌處理75min，然后再微波處理15min，微波功率為1000W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4.3h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持95-100％的吸附容量。
實施例4
本發(fā)明實施例中，一種用于重金屬廢水處理的吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土37份、硫代乙醇酸4份、丙烯酰胺14份、聚乙二醇29份。
將聚乙二醇與其質(zhì)量2.6倍的去離子水混合，制得聚乙二醇溶液。將赤玉土與丙烯酰胺混合研磨、過120目篩，然后加入聚乙二醇溶液，升溫至65℃并在該溫度下超聲處理27min，超聲功率為1000W，然后滴加硫代乙醇酸，滴加完成后升溫至118℃并在該溫度下密封攪拌處理75min，然后再微波處理15min，微波功率為1000W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4.3h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持95-100％的吸附容量。
實施例5
本發(fā)明實施例中，一種用于重金屬廢水處理的吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：赤玉土35份、硫代乙醇酸3份、丙烯酰胺12份、聚乙二醇27份。
將聚乙二醇與其質(zhì)量2.6倍的去離子水混合，制得聚乙二醇溶液。將赤玉土與丙烯酰胺混合研磨、過120目篩，然后加入聚乙二醇溶液，升溫至65℃并在該溫度下超聲處理27min，超聲功率為1000W，然后滴加硫代乙醇酸，滴加完成后升溫至118℃并在該溫度下密封攪拌處理75min，然后再微波處理15min，微波功率為1000W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4.3h即得吸附劑。
經(jīng)反復(fù)實驗得到：該吸附劑的吸附容量為70-80mg/g；該吸附劑重復(fù)使用100次以上仍保持95-100％的吸附容量。
對比例1
除不含有丙烯酰胺外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經(jīng)測試，該吸附劑的吸附容量為10-30mg/g，該吸附劑重復(fù)使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
對比例2
除不含有硫代乙醇酸外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經(jīng)測試，該吸附劑的吸附容量為10-30mg/g，該吸附劑重復(fù)使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
對比例3
除不含有丙烯酰胺以及硫代乙醇酸外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經(jīng)測試，該吸附劑的吸附容量為5-20mg/g，該吸附劑重復(fù)使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
實施例1-5及對比例1-3制得的吸附劑再生5次后的結(jié)果如表1所示。
表1
因此，由表1可得出，經(jīng)過其它原料處理后的赤玉土的吸附容量大、重復(fù)使用次數(shù)多。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。