本發明涉及水處理材料技術領域，具體是一種重金屬的吸附材料及其制備方法和應用。
背景技術：
砷是毒性很強的元素之一，也是各國飲水標準中主要去除的無機毒素。在自然界水體中多以三價和五價狀態存在。然而其作為一種金屬元素，不是以普通陽離子的狀態存在，而主要以亞砷酸根和砷酸根形式存在。即使現代的技術如反滲透膜(RO)對三價砷的去除率僅為50％左右，不能滿足對砷的過濾需求。另外，過濾材料對砷和毒性極大的重金屬過濾，必須兼顧吸附后的固定問題。傳統多孔陶瓷和陶瓷濾芯利用硅藻土的天然多孔結構可以去除細菌和大分子有機物，但不能去除離子狀態的砷和重金屬。現有的技術中多采用蒙脫石、麥飯石等原料，其對重金屬離子和致害毒素有很強的吸附力，硅灰石在我國具有極大的儲量，但是其久置水中不膨脹，吸附重金屬效果差，所以采用硅灰石為原料用于處理重金屬等的相關信息較少。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種去除率高、可重復使用的重金屬的吸附材料及其制備方法和應用，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種重金屬的吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石38-46份、四氫糠醇11-19份、乙酸鈣3-7份、聚乙烯樹脂15-23份。
作為本發明進一步的方案：所述重金屬的吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石40-44份、四氫糠醇13-17份、乙酸鈣4-6份、聚乙烯樹脂17-21份。
作為本發明進一步的方案：所述重金屬的吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石42份、四氫糠醇15份、乙酸鈣5份、聚乙烯樹脂19份。
本發明另一目的是提供一種重金屬的吸附材料的制備方法，由以下步驟組成：
1)將四氫糠醇與其質量9.8倍的水混合，制得四氫糠醇溶液；將乙酸鈣與其質量3.8倍的去離子水混合，制得乙酸鈣溶液；
2)將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨，過100目篩，然后加入四氫糠醇溶液，并在83℃下密封加熱攪拌處理65-70min，然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液，再升溫至128℃超聲處理30min，然后在100℃的溫度下攪拌至干，再在330℃的溫度下煅燒3.8h，即得過濾材料。
本發明另一目的是提供所述過濾材料在水處理中的應用。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明的過濾材料對三價砷和五價砷具有高吸附固定功能，本發明在水力接觸時間10秒的情況下，可以去除砷鉛鉻汞錳離子去除率達90％以上；經本發明的過濾材料過濾后的水具有穩定的弱堿性。本發明的過濾材料對六價鉻離子具有強還原性，對有毒的六價鉻，可以還原為無毒且有益的三價鉻；本發明的過濾材料對水中的余氯氣及消毒副產品，也有去除效果。本發明的過濾材料主要應用水和廢水過濾，在使用后，可以用酸處理后、重新煅燒，實現材料重復循環使用；本發明提供的制備方法反應條件溫和，操作簡單，成本低。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
本發明實施例中，一種重金屬的吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石38份、四氫糠醇11份、乙酸鈣3份、聚乙烯樹脂15份。
將四氫糠醇與其質量9.8倍的水混合，制得四氫糠醇溶液；將乙酸鈣與其質量3.8倍的去離子水混合，制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨，過100目篩，然后加入四氫糠醇溶液，并在83℃下密封加熱攪拌處理65min，然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液，再升溫至128℃超聲處理30min，超聲功率為600W，然后在100℃的溫度下攪拌至干，再在330℃的溫度下煅燒3.8h，即得過濾材料。
實施例2
本發明實施例中，一種重金屬的吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石46份、四氫糠醇19份、乙酸鈣7份、聚乙烯樹脂23份。
將四氫糠醇與其質量9.8倍的水混合，制得四氫糠醇溶液；將乙酸鈣與其質量3.8倍的去離子水混合，制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨，過100目篩，然后加入四氫糠醇溶液，并在83℃下密封加熱攪拌處理70min，然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液，再升溫至128℃超聲處理30min，超聲功率為600W，然后在100℃的溫度下攪拌至干，再在330℃的溫度下煅燒3.8h，即得過濾材料。
實施例3
本發明實施例中，一種重金屬的吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石40份、四氫糠醇13份、乙酸鈣4份、聚乙烯樹脂17份。
將四氫糠醇與其質量9.8倍的水混合，制得四氫糠醇溶液；將乙酸鈣與其質量3.8倍的去離子水混合，制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨，過100目篩，然后加入四氫糠醇溶液，并在83℃下密封加熱攪拌處理68min，然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液，再升溫至128℃超聲處理30min，超聲功率為600W，然后在100℃的溫度下攪拌至干，再在330℃的溫度下煅燒3.8h，即得過濾材料。
實施例4
本發明實施例中，一種重金屬的吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石44份、四氫糠醇17份、乙酸鈣6份、聚乙烯樹脂21份。
將四氫糠醇與其質量9.8倍的水混合，制得四氫糠醇溶液；將乙酸鈣與其質量3.8倍的去離子水混合，制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨，過100目篩，然后加入四氫糠醇溶液，并在83℃下密封加熱攪拌處理68min，然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液，再升溫至128℃超聲處理30min，超聲功率為600W，然后在100℃的溫度下攪拌至干，再在330℃的溫度下煅燒3.8h，即得過濾材料。
實施例5
本發明實施例中，一種重金屬的吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：硅灰石42份、四氫糠醇15份、乙酸鈣5份、聚乙烯樹脂19份。
將四氫糠醇與其質量9.8倍的水混合，制得四氫糠醇溶液；將乙酸鈣與其質量3.8倍的去離子水混合，制得乙酸鈣溶液。將硅灰石與聚乙烯樹脂混合研磨，過100目篩，然后加入四氫糠醇溶液，并在83℃下密封加熱攪拌處理68min，然后再降溫至70℃邊攪拌邊滴加乙酸鈣溶液，再升溫至128℃超聲處理30min，超聲功率為600W，然后在100℃的溫度下攪拌至干，再在330℃的溫度下煅燒3.8h，即得過濾材料。
對比例1
除不含有四氫糠醇外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
對比例2
除不含有乙酸鈣外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
對比例3
除不含有四氫糠醇以及乙酸鈣外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
實施例6
對實施例5及對比例1-3所得過濾材料對飲用水的過濾效果
1.測試方法
鉛、砷、鎘去除率：參照MOH《生活飲用水水質處理器衛生安全與功能評價規范-一般水質處理器》&EPA200.8ICP/MS；
汞去除率：參照MOH《生活飲用水水質處理器衛生安全與功能評價規范-一般水質處理器》&GB/T5750.6-2006生活飲用水標準檢驗方法金屬指標原子熒光法；
六價鉻去除率：參照MOH《生活飲用水水質處理器衛生安全與功能評價規范-一般水質處理器》&GB/T5750.6-2006生活飲用水標準檢驗方法金屬指標；
2.測試結果：參見表1。
表1
實施例5所得過濾材料使用后的穩定性試驗：
按照國際標準：EPA TCLP CD-ROM 1311-1July 1992
METHOD 1311TOXICITY CHARACTERISTIC LEACHING PROCEDURE進行模擬試驗。檢測結果吸附固定的砷鎘汞鉛鉻等重金屬不超標或未檢出。
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發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本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，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方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。