一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法技術

本發明專利技術公開了一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，屬于重金屬吸附領域。所述方法通過吸附劑SiO2氣凝膠微球在30?40℃下與鉻離子溶液發生吸附反應1?9h，測定吸附后反應溶液中鉻離子的濃度，從而確定吸附劑SiO2氣凝膠微球對鉻離子溶液的吸附率，其中吸附劑氣凝膠微球與鉻離子溶液的質量體積比(g/mL)為：1∶100?3∶100，結果表明吸附劑SiO2氣凝膠微球對0.01g/L鉻離子溶液的吸附率為96.6％?99％。本發明專利技術所述方法對0.01g/L鉻離子溶液的吸附率高，且方法簡單易行，吸附劑SiO2氣凝膠微球易于回收并且重復利用，為大規模的應用提供一定的理論基礎。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于重金屬吸附
，具體涉及一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法。
技術介紹
鉻是人體必需的微量元素，能增加人體內膽固醇的分解與排泄。缺鉻也可引起動脈粥樣硬化。但是，過量的鉻對人體健康造成危害，鉻的毒性與其價態有關，六價鉻的毒性比三價鉻約高100倍。動物試驗表明三價鉻對胎兒的生長起抑制作用和致畸作用；六價鉻是強制突變物質。由此看來，超出自然界天然含量的過量的鉻對人類健康的危害是很大的。雖然處理含鉻廢水的方法很多，但化學氧化還原沉淀法、電解法存在有二次污染，鉻離子難以回收利用等缺點；生物法、膜分離法雖然前景廣闊，但在治理過程中未能大規模使用。
技術實現思路
為了克服現有技術的存在的問題，本專利技術提供了一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，本專利技術所述方法不僅去除率高，而且吸附劑SiO2氣凝膠微球具有密度低、孔隙率高、比表面積大、分布均勻等特點，在鉻離子的去除過程中，吸附效果好，鉻離子的去除率高，易于回收并且重復利用。為了達到上述目的，本專利技術采取的技術方案如下：一方面，提供一種利用SiO2氣凝膠微球的制備；一種SiO2氣凝膠微球的制備方法，利用乳液成球技術與溶膠-凝膠法，將硅源與溶劑在酸堿兩步法處理后，用溶劑洗滌過濾后，經老化處理，常壓干燥后最終制備出SiO2氣凝膠微球。進一步地，將硅源與溶劑在酸堿兩步法處理的具體方法為：先取一定量的硅源置于容器中，加入一定量的溶劑和乙酸水溶液，硅源∶溶劑∶乙酸水溶液的體積比為11∶22.5∶2.4-5.4；在40℃條件下恒溫水浴攪拌1h，使硅源在酸性條件下充分水解；然后滴加氨水至pH值為8-9時加入油相-柴油，此時燒杯內溶膠為乳白色，繼續攪拌逐漸提高轉速，至溶膠變為半透明，油和溶膠分離。進一步地，所述硅源∶溶劑∶乙酸水溶液的體積比為11∶22.5∶3.6。進一步地，油相與水的體積比為1∶1。進一步地，所述硅源為正硅酸乙酯。進一步地，所述溶劑為乙醇。進一步地，所述老化處理的具體方法為：用硅源和乙醇體積比為1∶2的混合液浸泡氣凝膠微球24h。進一步地，所述常壓干燥的條件為：40℃下，常壓干燥24h。另一方面，提供一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法；一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，其特征在于：所述方法通過吸附劑SiO2氣凝膠微球在一定反應條件下與鉻離子溶液發生吸附反應，測定吸附后反應溶液中鉻離子的濃度，從而確定吸附劑SiO2氣凝膠微球對鉻離子溶液的吸附率。進一步地，所述鉻離子溶液的質量濃度為0.01g/L。進一步地，所述吸附劑氣凝膠微球與鉻離子溶液的質量體積比(g/mL)為：1∶100-3∶100。進一步地，所述吸附劑氣凝膠微球與鉻離子溶液的質量體積比(g/mL)為：2.5∶100。進一步地，所述吸附反應在30-50℃下反應1-9h。進一步地，所述吸附反應在30℃下反應5h。進一步地，所述鉻離子的濃度的測定方法為：二苯碳酰二肼分光光度法。進一步地，所述吸附劑SiO2氣凝膠微球對0.01g/L鉻離子溶液的吸附率為96.6％-99％。有益效果：與現有技術相比，本專利技術所具有的有益效果如下：本專利技術所述方法在鉻離子的去除過程中，能夠很好的將鉻離子吸附，去除率高，對0.01g/L鉻離子溶液的吸附率為96.6％-99％；吸附劑SiO2氣凝膠微球易于回收并且重復利用，為大規模的應用提供理論基礎；除此之外，本專利技術所述的SiO2氣凝膠微球在制備過程中操作簡單，條件溫和，制備周期短，這使得生產成本大大降低，制備出的氣凝膠微球具有密度低、孔隙率高、分布均勻等特點，且比表面積大，相比其他吸附劑具有很大的優勢。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術做進一步闡述。一、一種利用SiO2氣凝膠微球的制備；一種SiO2氣凝膠微球的制備方法，利用乳液成球技術與溶膠-凝膠法，將硅源與溶劑在酸堿兩步法處理后，用溶劑洗滌過濾后，經老化處理，常壓干燥后最終制備出SiO2氣凝膠微球。進一步地，將硅源與溶劑在酸堿兩步法處理的具體方法為：先取一定量的硅源置于容器中，加入一定量的溶劑和乙酸水溶液，硅源∶溶劑∶乙酸水溶液的體積比為11∶22.5∶2.4-5.4；在40℃條件下恒溫水浴攪拌1h，使硅源在酸性條件下充分水解；然后滴加氨水至pH值為8-9時加入油相-柴油，此時燒杯內溶膠為乳白色，繼續攪拌逐漸提高轉速，至溶膠變為半透明，油和溶膠分離。進一步地，所述硅源∶溶劑∶乙酸水溶液的體積比為11∶22.5∶3.6。進一步地，油相與水的體積比為1∶1。進一步地，所述硅源為正硅酸乙酯。進一步地，所述溶劑為乙醇。進一步地，所述老化處理的具體方法為：用硅源和乙醇體積比為1∶2的混合液浸泡氣凝膠微球24h。進一步地，所述常壓干燥的條件為：40℃下，常壓干燥24h。制備的SiO2氣凝膠微球是具有連續多孔網絡結構的介孔材料，比表面積為819.5237m2/g，孔徑主要為2-10nm，孔徑分布集中。二、提供一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法；一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，其特征在于：所述方法通過吸附劑SiO2氣凝膠微球在一定反應條件下與鉻離子溶液發生吸附反應，測定吸附后反應溶液中鉻離子的濃度，從而確定吸附劑SiO2氣凝膠微球對鉻離子溶液的吸附率。進一步地，所述鉻離子溶液的質量濃度為0.01g/L。進一步地，所述吸附劑氣凝膠微球與鉻離子溶液的質量體積比(g/mL)為：1∶100-3∶100。進一步地，所述吸附劑氣凝膠微球與鉻離子溶液的質量體積比(g/mL)為：2.5∶100。進一步地，所述吸附反應在30-40℃下反應1-9h。進一步地，所述吸附反應在30℃下反應5h。進一步地，所述鉻離子的濃度的測定方法為：二苯碳酰二肼分光光度法。進一步地，所述吸附劑SiO2氣凝膠微球對0.01g/L鉻離子溶液的吸附率為96.6％-99％。三、顯色原理及鉻離子的濃度的測定方法在酸性溶液中，六價鉻離子與二苯碳酰二肼反應，生成紫紅色化合物，其最大吸收波長為540nm，吸光度與濃度的關系符合比爾定律。顯色溶液配制：稱取0.01g二苯碳酰二肼溶解于5ml乙醇中，加入20mlH2SO4(1∶9)。鉻離子的濃度的測定方法：取1mL吸附后的溶液，用水稀釋至50ml，加入(1+1)硫酸0.5mL和(1+1)磷酸0.5mL，搖勻。加入2mL顯色溶液，搖勻，5-10min后，于540nm波長處，用3cm比色皿，以水為參比，測定吸光度并作空白校正。實施例1取5個100ml燒杯，分別加入0.01g/L鉻離子溶液20ml，加入氣凝膠微球0.5g。在30℃條件下攪拌1h。取1ml吸附后的溶液，稀釋至50ml，加入(1+1)硫酸0.5ml和(1+1)磷酸0.5ml，搖勻。加入2ml顯色溶液，搖勻，5-10min后，于540nm波長處測吸光度(蒸餾水作空白校正)，結果表明對鉻離子溶液的吸附率為97.2％。實施例2取5個100ml燒杯，分別加入0.01g/L鉻離子溶液20ml，加入氣凝膠微球0.5g。在30℃條件下攪拌5h。取1ml吸附后的溶液，稀釋至50ml，加入(1+1)硫酸0.5ml和(1+1)磷酸0.5ml，搖勻。加入2ml顯色溶液，搖勻，5-10min后，于540nm波長處測吸光度(蒸餾水作空白校正)，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，其特征在于：所述方法通過吸附劑SiO2氣凝膠微球在一定反應條件下與鉻離子溶液發生吸附反應，測定吸附后反應溶液中鉻離子的濃度，從而確定吸附劑SiO2氣凝膠微球對鉻離子溶液的吸附率。

【技術特征摘要】
1.一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，其特征在于：所述方法通過吸附劑SiO2氣凝膠微球在一定反應條件下與鉻離子溶液發生吸附反應，測定吸附后反應溶液中鉻離子的濃度，從而確定吸附劑SiO2氣凝膠微球對鉻離子溶液的吸附率。2.根據權利要求1所述的一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，其特征在于：所述鉻離子溶液的質量濃度為0.01g/L。3.根據權利要求1所述的一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，其特征在于：所述吸附劑氣凝膠微球與鉻離子溶液的質量體積比(g/mL)為：1∶100-3∶100。4.根據權利要求1所述的一種利用SiO2氣凝膠微球吸附鉻離子的方法，其特征在于：所述吸附...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李貞玉，韓玉香，龍丹，史明佳，周俊玲，
申請(專利權)人：長春工業大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22