專利名稱：一種去除天然水體中鉬離子的復合吸附材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種去除天然水體中鑰離子的復合吸附材料及其制備方法，具體涉及利川兒聚糖負載沸石上制得的新型復個吸附材利去除天然水體中鑰離。廠的方法，屬于環境保擴中水體凈化處理領域。
背景技術：
J為人體及動植物必須的微量元素，為銀白色金屬，硬而堅韌，人體各種組織都含川，成人體內總量為9mg，肝、腎中含量最高。是一種過渡元素，極易改變其氧化狀態，在體內的氧化還原反應十起著傳遞電子的作用。在氧化的形式下，很可能是處于+6價狀態。雖然在電子轉移期間它也很可能首先還原為+5價狀態，但是在還原后的酶中也曾發現過鑰的其他氧化狀念。鑰是黃嘌吟氧化酶/脫氫酶、醛氧化酶和亞硫酸鹽氧化酶的組成成分，從而確知其為人體及動植物必需的微量元素。釧主要用于鋼鐵工業，其中的大部分是以工業 氧化鑰壓塊后直接用于煉鋼或鑄鐵，少部分熔煉成鑰鐵后再用于煉鋼。鑰也有著一些危害，當誤食或錫吸入鑰，對眼睛、皮膚有刺激作剛；部分接觸者會出現塵肺病變，有自覺呼吸困難、全身疲憊、頭暈、胸痛、咳嗽等。中國隊與Mo的環境標準有1、車間空氣中有害物質的最高容許濃度4mg/3 (可溶性化合物)、6mg/m3(不溶性化合物);2、地下水質量標準(mg/L) I類O. 001 ;II類O. 01 ;III類O. I :1V類O. 5 :V類>0. 5 ;3、飲用水源水中有害物質的最高容許濃忮O. 5mg/L。目前應對銅離子的方法主要是離于交換吸附法，陔方法是利用在槽式攪拌反應器中用大孔陰離子交換樹脂與含鑰離子溶液接觸而吸附鑰離子，吸附后的樹脂，加入解吸劑進行解吸。近年來，人們進‘少研究改進離r交換法處理鑰離子的同時，逐漸轉向生物法，十物法具有高效、節能、環境友好等優點，成為從天然水體中去除鑰離子的一個新的選擇，并將逐漸替代常處理方法。生物吸附技術以其具有吸附容量大、選擇性強、效率高、消耗少，能有效處理含低濃度鑰離子的天然水體等諸多優點吸引了眾多研究人員的目光。本發明為獲得一種價格低廉、吸附能力強的非活體生物吸附劑，提供了一中利用沸石負責著殼聚糖制得的復合吸附材料來去除天然水體中鑰離子的方法，實現了保護了環境，拓寬了廢水生物處理過程吸附劑的選擇范圍，實現了廢棄物的資源化，具有良好的社會效益和經濟效益。
發明內容
本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供了一種去除大然水體中鑰離子的復合吸附材料深度處理含鑰離子的天然水體的方法。本發明具有吸附效率高，操作簡單方便，成本低，處理過程無一次污染等特點，充分利用了生產廢棄物，達到水體凈化處理的效果。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
(I)取新鮮的蝦蟹殼，除上肉質和雜質，水洗干凈；(2)將洗凈的新鮮蝦蟹殼浸入含質量濃度為5%的HCI水溶液中，每4小時攪一次，如此浸泡24 36h,浸酸完畢后用燕懼水洗至中性；
(3)浸酸后的蝦蟹殼仍含有少量的蛋白質、脂肪、色素等其他雜質，需進行堿煮去雜，將浸酸后的蝦殼放入質量濃度為6% 8%的NaOH溶液中，并煮沸60min 70min，用蒸餾水洗至中性；
(4)將卜述(3)所得物質在溫度為60°C 70°C烘十，即得甲殼素
(5)取一只燒杯，加入甲殼素5g 10g，再加入IOOmL質量濃度為40% 60%的NaOH溶液，煮沸并保持沸騰狀態IOOmin 120min ；
(6)反應完畢取出，剛蒸餾水洗至中性，再用質量濃度為20% 30%的乙醇溶液洗滌，洗滌后在溫度為70°C 80°C烘I ‘，即得殼聚糖
(7)取沸石、殼聚糖，分別研磨成粉末
(8)將殼聚糖與沸石粉末按照I:2的質量比加入質量濃渡為10% 20%的NaOH溶液中浸泡30min 40min，然后過濾用蒸餾水洗滌個十性，在溫度為100°C 120°C烘干，即得新型復個吸附材料。本發明一中去除天然水休中鑰離子的復合吸附材料，具有巨大的比表面積，豐富的孔隙；且殼聚糖以及沸石對鑰離子等陽離子具有很強的吸附性，且沸石內部含有大量空隙，大大提高了復合吸附材料的吸附量。本發明的吸附原理為
殼聚糖的一個顯著特性是吸附能力。許多低分子量的材料，比如金屬離子、膽固醇、甘油三酯、膽酸和有機汞等，都可被殼聚糖吸附。沸石具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，且沸石內部充滿了孔穴和通道，由殼聚糖和沸石制得的復合吸附材料能大量吸附。具八體方法為；以lg/L投放量將新型復合吸附材利放入溫度為(TC 35°C初始濃度為5mg/L 10mg/L的含鑰離子的天然水體中，攪拌,吸附2 3h,吸附初始pH值為6. O
7.O :吸附后濾除吸附劑，即得干凈的幾乎不含離子的水體。使用本發明的有益效果
(1)本發明所選原料均屬常見材料，制作簡單，價格低廉，可以大量制造
(2)本發明處理后的水體含鑰離子量極低，不會對人體造成健康危害，且吸附過程中不會產生新的污染物質；
(3)本發明吸附材料在使用過后可以通過簡單的化學處理，剛收鑰離子。
具體實施例方式本發明采用的技術方案如下
(1)取新鮮的蝦蟹殼，除去肉質和雜質，水洗十凈；
(2)將洗凈的新鮮蝦蟹殼浸入含質量濃度為5%的HCI水溶液中，每隔4小時攪拌一次，如此浸泡24 36h，浸酸完畢后用蒸餾水洗至中性
(3)浸酸后的蝦蟹仍含有少量的蛋白質、脂肪、色素等北他雜質，需進行堿煮去雜，將浸酸后的蝦蟹殼放入質量濃度為6% 8%的NaOH溶液中，并煮沸60min 70min，用蒸餾水洗質中性(4)將上述(3)所得物質在濃度為60°C 70°C烘干，即得甲殼素
(5)取一只燒杯，加入甲殼素5g IOg,再加入IOOmL質量濃度為40% 60%的NaOH溶液，煮沸并保持沸騰狀態IOOmin 120min ；
(6)反應完畢取出，用蒸餾水洗至中性，再用質量濃度為20% 30%的乙醇溶液洗滌，洗滌后在溫度為70°C 80°C烘干，即得克聚糖
(7)取沸石、殼聚糖，分別研磨成粉末；
(8)將兒聚糖與沸石粉末按照I;2的質量比加入質量濃度為10% 20%的NaOH溶液中浸泡30min 40min，然后過濾用蒸餾水洗滌至中性，在溫度為100°C 120°C烘干，即得新型復合吸附材料。以下用3個實施例再詳細說明本發明
實例I
取新鮮蝦蟹殼，除去肉質和雜質，水洗干凈將洗凈的新鮮蝦蟹殼浸入含質量濃度為5%的HCI水溶液中，每隔4小時攪拌一次，如此浸泡24h，浸酸完畢后用蒸餾水洗至中性浸酸后的蝦蟹殼仍含有少量的蛋白質、脂肪、色素等其他雜質，需進行堿煮去雜，將浸酸后的蝦蟹殼放入質量濃度為6%的NaOH溶液中，并煮沸60min，用蒸餾水洗至中性將上述所得物質在溫度為60°C烘廠，即得甲殼素取一只燒杯，加入甲殼素5g，再加入IOOmL質量濃度為40%的NaOH溶液，煮沸并保持沸騰狀態IOOmin :反應完半取出，用蒸餾水洗至中性再用質量濃度兒20%的乙醇溶液洗滌，洗滌后在溫度為70°C烘干，即得殼聚糖；取沸石、殼聚糖，分別研磨成粉末將殼聚糖與沸石粉末按照I :2的質量比加入質量濃度為10%的NaOH溶液中浸泡30min，然后過濾川燕餾水洗滌至中性，在溫度為100°C烘干，即得新型復合吸附材料。將O. 5g陔吸附材料放入體積為500mL濃度為5mg/L含有鑰離子的天然水中，調節pH兒6. O 7. O,吸附2個小時，吸附后鑰離子含量低于O. 5mg/L。實例2
取新鮮的蝦蟹殼，除去肉質和雜質，水洗干凈將洗凈的新鮮蝦蟹殼浸入含質量濃度為5%的HCl水溶液中，每隔4小時攪拌一次，如此浸泡24，浸酸完畢后用蒸餾水洗至中性浸酸后的蝦蟹殼仍含有少量的蛋白質、脂肪、色素索等具他雜質，需進行堿煮去雜，將浸酸后的蝦蟹殼放入質量濃度為7%的NaOH溶液中，并煮沸60min，用蒸餾水洗至中性；將上述所得物質在溫度副為60°C烘干，即得甲殼素取一只燒杯，加入Sg，再加入IOOmL質量濃度為50%的NaOH溶液，煮沸開保持沸騰狀態IOOmin ;反應完畢取出，用燕餾水洗下中性，再用質量濃度為25%的乙醇溶液洗滌，洗滌后在溫度為70°C烘干，即得殼聚糖取沸石、殼聚糖，分別研磨成粉末；將殼聚糖與沸石粉木按照I : 2的質量比加入質量濃度為15%的NaOH溶液中浸泡30min，然后過濾用蒸餾水洗滌至中性，在溫度為100°C烘干，即的新型復合吸附材料。將O. 5g該吸附材料放入體積為500mL濃度為8mg/L含有鑰離子的大然水中，調節pH為6. O 7. O,吸附2個小時，吸附后鑰離子含量低于O. 5mg/L。實例3
取新蛘的蝦蟹殼，除去肉質和雜質，水洗干凈將洗凈的新鮮蝦蟹殼進入含質量濃度為5%的HCI水溶液中，每隔4小時攪拌一次，如此浸泡36h，浸酸完畢后用蒸餾水洗至中性；浸酸后的蝦蟹殼仍含有少量的蛋白質、脂肪、色素等其他雜質，需進行堿煮去雜，將浸酸后的蝦蟹殼放入質量濃度為8%的NaOH溶液中，并煮沸60min，用蒸餾水洗至中性將卜述所得物質在溫度為60°C C烘十，即得甲殼素；取一只燒杯，加入甲殼素10g，再加入IOOmL,質量濃度為60%的NaOH溶液，煮沸并保持沸騰狀態120rain ;反應完畢取出，用蒸餾水洗至中性，再用質量濃度30%的乙酢溶液洗滌，洗滌后在溫度為70°C烘干，即得殼聚糖取沸石、殼聚糖，分別研磨成粉末將殼聚糖與沸石粉末按照I :2的質量比加入質量濃度為20%的NaOH溶液中浸泡30rnin，然后過濾用蒸餾水洗滌至中性，在溫度為100°C烘干，即得新型復 合吸附材料。將O. 5g該吸附材料放入體積500mL濃度為10mg/L含有鑰離子的天然水中，調節pH為6. O 7. O,吸附2個小時，吸附后鑰離子含量低于O. 5mg/L。
權利要求
1.一種去除天然水體中鑰離子的復合吸附材料，其特征在于該吸附材料由殼聚糖負責在沸石上制得。
2.根據權利要求I所述的一種去除天然水體中鑰離子的復合吸附材料制備方法，其特征在于殼聚糖的制備方法為 (1)取新鮮的蝦蟹殼，除去肉質和雜質，水洗干凈； (2)將洗凈的新鮮蝦蟹殼浸入含質量濃度為5%的HCl水溶液中，每隔4小時攪拌一次，如此浸泡24 36h，浸酸完畢后用蒸餾水洗至中性； (3)浸酸后的蝦蟹殼仍含有少量的蛋白質、脂肪、色素等其他雜質，需進行堿煮去雜，將浸酸后的蝦蟹殼放入質量濃度為6% 8%的NaOH溶液中，并煮沸60min 70min，用蒸餾水洗至中性； (4)將上述(3)所得物質在溫度為60°C 70°C烘干，即得甲殼素； (5)取一只燒杯，加入甲殼素5g 10g，再加入IOOmL質量濃度為40% 60%的NaOH溶液，煮沸并保持沸騰狀態IOOmin 120min ； (6)反應完畢取出，用蒸餾水洗至中性，再用質量濃度為20% 30%的乙醇溶液洗滌，洗滌后在溫度為70°C 80°C烘干，即得殼聚糖。
3.根據權利要求I所述的一種去除天然水體中鑰離子的復合吸附材料制備方法，其特征在于殼聚糖負責在沸石上的制備方法為 (1)取沸石、殼聚糖，分別研磨成粉末； (2)將殼聚糖與沸石粉末按照I: 2的質量比加入質量濃度為10% 20%的NaOH溶液中浸泡30min 40min，然后過濾用蒸餾水洗滌至中性，在溫度100°C 120°C烘干，即得新型復合吸附材料。
全文摘要
本發明公開了一種去除天然水體中鉬離子的復合吸附材料及其制備方法，屬于環境保護中水體凈化處理領域。具體方法為利用由殼聚糖負載在沸石上制得的新型復合吸附材料，去除天然水體中的鉬離子。其中沸石屬于常見材料，殼聚糖以蝦蟹殼為原材料，通過化學處理，去除雜質，脫酰制得。本發明凈化過程只要2～3h，處理后水中鉬離子含量低于0.5mg/L。本發明具有成本低，吸附效率高，效果好等特點，處理后水中鉬離子含量達到國家規定的飲用水水質標準，具有良好的社會效益和經濟效益。
文檔編號B01J20/30GK102872830SQ20121034186
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者陳興權, 雷春生, 米浩 申請人:常州大學