一種用于重金屬廢水處理的復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種用于重金屬廢水處理的復合材料及其制備方法，所述用于重金屬廢水處理的復合材料由以下重量份的原料組成：硅藻土20?30份、粉煤灰15?25份、沸石粉10?20份、介孔分子篩20?40份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽40?60份、氯化鈉70?80份、氯化鎂30?50份。本發明專利技術通過硅藻土、粉煤灰、沸石粉以及介孔分子篩制得的多孔結構的共同作用，制備得到的吸附材料具有很強的吸附能力和還原能力，可實現水體中多種重金屬離子如鉛離子、鎘離子及鉻離子的高效去除，具有去除率高、反應速率快的優點，將鋅離子和鎂離子均負載在吸附材料上，起到增效作用，還原重金屬的能力更強，可以實現深度脫除。

Composite material for treating heavy metal waste water and preparation method thereof

The invention discloses a composite material for heavy metal wastewater treatment and preparation method thereof, wherein the composite material for heavy metal wastewater treatment by weight of the composition of raw materials: 20 diatomite 30, fly ash 15 25 copies, 20 copies, 10 zeolite mesoporous molecular sieve 40, 20 40 60 copies of metal EDTA sodium salt, sodium chloride, magnesium chloride 70 80 30 50. The present invention through the common function of the porous structure of the prepared diatomite, fly ash and zeolite and mesoporous molecular sieve, adsorption material prepared has strong adsorption capacity and reduction ability, can achieve a variety of efficient removal of heavy metal ions in water such as lead ion and cadmium ion and chromium ion, with the removal rate of advantages high, fast reaction rate, zinc ion and magnesium ions were loaded in adsorption material, play a synergistic effect, reducing heavy metal ability, can realize the depth of removal.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及污水處理
，具體是一種用于重金屬廢水處理的復合材料及其制備方法。
技術介紹
重金屬不能被微生物降解，可在生物體內富集并引起顯著毒性效應，是一種持久性污染物。如汞、鎘、鉻、鉛、砷等嚴重危害人體健康，破壞水生態系統，使農業和漁業減產等，造成的經濟損失巨大，成為制約我國經濟、社會發展和民生改善的重大問題。針對重金屬污染，人們已開發的多種水處理方法，如化學沉淀法、鐵氧體法、吸附法、離子交換法、電解法、反滲透、電滲析法、強化超濾法、生物法等，都存在一些缺點和不足：(1)有些處理成本高，如強化超濾法、電滲析法、化學沉淀法中的螯合沉淀法、離子交換法等；(2)有些工藝復雜、操作繁瑣，如鐵氧體法、強化超濾法；(3)有些處理效果達不到要求，如傳統化學沉淀法；(4)有些適應性差，如生物法、電解法、鐵氧體法；(5)有些設備投資大，如反滲透、電滲析法。與上述處理方法比較，吸附法是通過比表面積大的多孔性物質，如活性炭、粉煤灰、活性污泥灰、沸石、生物材料、氧化錳、花生殼和硅藻土等，使重金屬離子在固體表面未平衡的分子引力或化學鍵力的作用下富集而分離。由于這些吸附劑來源廣泛且價廉，引起水處理界的廣泛重視，成為一種很有應用前景的重金屬廢水處理方法。但這些吸附劑普遍存在吸附容量偏低，用量大，對重金屬的去除效率不夠高等問題。如果不經有效脫附方式處理，往往會產生大量廢渣。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種成本低、制備方便的用于重金屬廢水處理的復合材料及其制備方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種用于重金屬廢水處理的復合材料，由以下重量份的原料組成：硅藻土20-30份、粉煤灰15-25份、沸石粉10-20份、介孔分子篩20-40份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽40-60份、氯化鈉70-80份、氯化鎂30-50份。作為本專利技術進一步的方案：所述用于重金屬廢水處理的復合材料，由以下重量份的原料組成：硅藻土22-28份、粉煤灰18-22份、沸石粉12-18份、介孔分子篩25-35份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽45-55份、氯化鈉72-78份、氯化鎂35-45份。作為本專利技術進一步的方案：所述用于重金屬廢水處理的復合材料，由以下重量份的原料組成：硅藻土25份、粉煤灰20份、沸石粉15份、介孔分子篩30份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽50份、氯化鈉75份、氯化鎂40份。所述用于重金屬廢水處理的復合材料的制備方法，具體步驟如下：(1)按照重量份稱取各原料；(2)將乙二胺四乙酸金屬鈉鹽按照質量比1-1.5：1溶解在去離子水中，配制成乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液，然后將介孔分子篩浸漬到乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液中浸漬10-14h，使乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液浸透到分子篩孔道，并且進行超聲處理3-5h，再抽真空處理1-2h，然后在2000-4000r/min的轉速下離心1-3h，取出沉淀混合物，在50-70℃的溫度下真空干燥4-8h，待用；(3)將硅藻土、粉煤灰、沸石粉和步驟(1)得到的產物一起進行在惰性氣體的保護下，于1100-1300℃的石英管式爐中燒制1-3h得到復合材料基體；(4)將上述復合材料基體用2-4mol/L的鹽酸溶液浸泡15-20h后，用去離子水沖洗至其pH值至6.0-7.0，然后去除水溶液，干燥后待用；將氯化鈉和氯化鎂分別配置成3-5mol/L的氯化鈉溶液和氯化鎂溶液，備用；(5)將干燥后復合材料基體浸泡在氯化鈉溶液中，在25-35℃、180-200r/min的條件下振蕩反應，振蕩反應20-24h后去除反應液，得到吸附鋅離子的復合材料，再將吸附鋅離子的復合材料浸泡在氯化鎂溶液中，在35-40℃、210-230r/min的條件下振蕩反應，振蕩反應20-24h后去除反應液，用去離子水沖洗3-7遍后分離去除水溶液，得到飽和吸附的復合材料；(6)用質量分數0.1-0.3％的氫氧化鈉溶液，配制1-2mol/L的硼氫化鈉溶液，將硼氫化鈉溶液加入飽和吸附的復合材料中后，在150-170rm/min下振蕩反應，振蕩反應10-30min后去除部分反應液，然后再洗滌至中性，烘干即得到復合材料成品。作為本專利技術再進一步的方案：所述惰性氣體為氮氣或氬氣。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術通過硅藻土、粉煤灰、沸石粉以及介孔分子篩制得的多孔結構的共同作用，制備得到的吸附材料具有很強的吸附能力和還原能力，可實現水體中多種重金屬離子如鉛離子、鎘離子及鉻離子的高效去除，具有去除率高、反應速率快的優點，將鋅離子和鎂離子均負載在吸附材料上，起到增效作用，還原重金屬的能力更強，可以實現深度脫除。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。實施例1一種用于重金屬廢水處理的復合材料，由以下重量份的原料組成：硅藻土20份、粉煤灰15份、沸石粉10份、介孔分子篩20份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽40份、氯化鈉70份、氯化鎂30份。所述用于重金屬廢水處理的復合材料的制備方法，具體步驟如下：(1)按照重量份稱取各原料；(2)將乙二胺四乙酸金屬鈉鹽按照質量比1：1溶解在去離子水中，配制成乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液，然后將介孔分子篩浸漬到乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液中浸漬10h，使乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液浸透到分子篩孔道，并且進行超聲處理3h，再抽真空處理1h，然后在2000r/min的轉速下離心1h，取出沉淀混合物，在50℃的溫度下真空干燥4h，待用；(3)將硅藻土、粉煤灰、沸石粉和步驟(1)得到的產物一起進行在氬氣的保護下，于1100℃的石英管式爐中燒制1h得到復合材料基體；(4)將上述復合材料基體用2mol/L的鹽酸溶液浸泡15h后，用去離子水沖洗至其pH值至6.0，然后去除水溶液，干燥后待用；將氯化鈉和氯化鎂分別配置成3mol/L的氯化鈉溶液和氯化鎂溶液，備用；(5)將干燥后復合材料基體浸泡在氯化鈉溶液中，在25℃、180r/min的條件下振蕩反應，振蕩反應20h后去除反應液，得到吸附鋅離子的復合材料，再將吸附鋅離子的復合材料浸泡在氯化鎂溶液中，在35℃、210r/min的條件下振蕩反應，振蕩反應20h后去除反應液，用去離子水沖洗3遍后分離去除水溶液，得到飽和吸附的復合材料；(6)用質量分數0.1％的氫氧化鈉溶液，配制1mol/L的硼氫化鈉溶液，將硼氫化鈉溶液加入飽和吸附的復合材料中后，在150rm/min下振蕩反應，振蕩反應10min后去除部分反應液，然后再洗滌至中性，烘干即得到復合材料成品。實施例2一種用于重金屬廢水處理的復合材料，由以下重量份的原料組成：硅藻土25份、粉煤灰20份、沸石粉15份、介孔分子篩30份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽50份、氯化鈉75份、氯化鎂40份。所述用于重金屬廢水處理的復合材料的制備方法，具體步驟如下：(1)按照重量份稱取各原料；(2)將乙二胺四乙酸金屬鈉鹽按照質量比1.2：1溶解在去離子水中，配制成乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液，然后將介孔分子篩浸漬到乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液中浸漬12h，使乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液浸透到分子篩孔道，并且進行超聲處理4h，再抽真空處理1.5h，然后在3000r/min的轉速下離心2h，取出沉淀混合物，在60℃的溫度下真空干燥6h，待用；(3)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于重金屬廢水處理的復合材料，其特征在于，由以下重量份的原料組成：硅藻土20?30份、粉煤灰15?25份、沸石粉10?20份、介孔分子篩20?40份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽40?60份、氯化鈉70?80份、氯化鎂30?50份。

【技術特征摘要】
1.一種用于重金屬廢水處理的復合材料，其特征在于，由以下重量份的原料組成：硅藻土20-30份、粉煤灰15-25份、沸石粉10-20份、介孔分子篩20-40份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽40-60份、氯化鈉70-80份、氯化鎂30-50份。2.根據權利要求1所述的用于重金屬廢水處理的復合材料，其特征在于，由以下重量份的原料組成：硅藻土22-28份、粉煤灰18-22份、沸石粉12-18份、介孔分子篩25-35份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽45-55份、氯化鈉72-78份、氯化鎂35-45份。3.根據權利要求1所述的用于重金屬廢水處理的復合材料，其特征在于，由以下重量份的原料組成：硅藻土25份、粉煤灰20份、沸石粉15份、介孔分子篩30份、乙二胺四乙酸金屬鈉鹽50份、氯化鈉75份、氯化鎂40份。4.一種如權利要求1-3任一所述的用于重金屬廢水處理的復合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：(1)按照重量份稱取各原料；(2)將乙二胺四乙酸金屬鈉鹽按照質量比1-1.5：1溶解在去離子水中，配制成乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液，然后將介孔分子篩浸漬到乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液中浸漬10-14h，使乙二胺四乙酸金屬鈉鹽溶液浸透到分子篩孔道，并且進行超聲處理3-5h，再抽真空處理1-2h，然后在2000-4000r/min的轉速下離心1-3h，取出沉淀混...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：河南水晶頭文化傳媒有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41