一種吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法技術

本發明專利技術涉及凈水領域，公開了一種吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法，具體為取活性炭用稀硝酸浸泡，然后用水和無水乙醇交替清洗，去除表面附著物，而后弄干備用，以Mg(NO

Method for preparing nano MgO activated carbon for adsorbing heavy metal

The present invention relates to the field of water and discloses a preparation method of nano MgO activated carbon for adsorption of heavy metals, specific for activated carbon with dilute nitric acid, then water and ethanol alternate cleaning, removing material attached to the surface, and then dry the reserve, to Mg (NO

【技術實現步驟摘要】
一種吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法
本專利技術涉及凈水領域，尤其涉及了一種能夠吸附水中重金屬的納米MgO活性炭的制備方法。
技術介紹
我國作為飲用水水源的地表水主要為河流、湖泊及水庫，對這幾類水體的監測分析表明，這些地表水已經受到了諸如鉛、鎘等重金屬的污染。鉛、鎘等重金屬易通過食物鏈而被生物富集，構成對生物和人體健康的嚴重威脅。水源水的污染不僅給生物和人體健康帶來了較大的危害，而且對自來水廠傳統的凈水工藝和水質造成很大影響。隨著人民生活質量的不斷提高，檢測分析手段的進步，人們對飲用水水質的要求將更加嚴格，相應的供水水質標準也在不斷提高。因此，如何有效地去除飲用水中的鉛、鎘等重金屬，已成為當下一個急需解決的環境問題。MgO作為一種堿劑，更正確地說作為一種具有極強的緩沖性能和高效化學吸附性能的堿劑，越來越受到人們的關注。近年來有關鎂劑在不同領域中應用的研發活動十分活躍，而在環境領域中的應用排居榜首。如在印染廢水、酸性廢水處理，尤其在重金屬離子脫除方面顯示出優良的效果，被譽為綠色環保藥劑。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中針對去除飲用水中的鉛、鎘等重金屬的問題，提供了一種吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法。為了解決上述技術問題，本專利技術通過下述技術方案得以解決：吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法，其特征在于其包括以下步驟：步驟a：將活性炭浸泡于稀硝酸中，然后用水和無水乙醇交替清洗，除去表面附著物，曬干、晾干或在60～80℃下烘干，去除活性炭表面或空隙中的多余水分，備用；步驟b：以Mg(NO3)2·6H2O作為生成MgO的前驅體，以去離子水為溶劑配成無色透明的Mg(NO3)2水溶液；步驟c：將工序步驟a處理后的活性炭加入到步驟b處理后的Mg(NO3)2水溶液中，攪拌混合均勻；步驟d：稱取一定量尿素作為生成MgO的堿液，將其配成尿素水溶液，而后將配置好的尿素水溶液滴入步驟c處理后的溶液中，攪拌；步驟e：將步驟d處理后的活性炭曬干、晾干或在60～80℃下烘干；步驟f：將步驟e處理后的活性炭放入煅燒爐中煅燒后即得吸附重金屬的納米MgO活性炭，煅燒可以使MgO成特殊晶型從而具有強吸附重金屬能力。作為優選，步驟a中無水乙醇和水的體積比為1:3～1:1，清洗時間均為1h。作為優選，步驟a稀硝酸的濃度為0.1M，其中100g活性炭用此種稀硝酸1L進行清洗，浸泡時間為0.5～2h。作為優選，步驟c中由水浴鍋控制加熱，使得溫度在45-50℃下攪拌2.5～5.5h，因為在此溫度下可以使Mg(NO3)2水溶液充分吸附在活性炭表面或空隙內。作為優選，步驟d中將配置好的尿素水溶液滴入步驟c處理后的溶液后調節通過0.01MNaOH調節pH至8.0～10.0，在此pH范圍內能使Mg(NO3)2完全轉化為氫氧化鎂，是形成MgO的先決條件。作為優選，步驟f中煅燒工藝為以3～5℃/min的升溫速率升溫至350～400℃，并保溫1.5～4.5h。本專利技術由于采用了以上技術方案，具有顯著的技術效果：本專利技術通過化學沉淀法將花型納米MgO負載于活性炭表面或空隙，其不僅可以保持納米材料的固有特性而且可以增強其穩定性，能夠高效吸附飲用水中的重金屬鉛和鎘。附圖說明圖1是實施例1中第一種測定方法的折線圖。圖2是實施例1中第二種測定方法的折線圖。圖3是實施例1中第三種測定方法的折線圖。圖4是實施例1中第四種測定方法的折線圖。具體實施方式下面結合附圖與實施例對本專利技術作進一步詳細描述。實施例1吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法，其包括以下步驟：步驟a：將10g活性炭浸泡于濃度為0.1M，容量為100mL的稀硝酸中，浸泡時間為0.5h，然后用水和無水乙醇交替清洗，其中無水乙醇和水的體積比為1:3，清洗時間均為0.5h，以除去表面附著物，在60℃下烘干備用；步驟b：以Mg(NO3)2·6H2O為前驅體，以去離子水為溶劑配成0.1M的Mg(NO3)2水溶液；步驟c：將工序步驟a處理后的活性炭加入到步驟b處理后的Mg(NO3)2水溶液中，在45℃水浴下攪拌混合均勻，攪拌時間為2.5h；步驟d：稱取1.2g尿素，配成濃度為0.2M的尿素水溶液，而后將配置好的尿素水溶液滴入步驟c處理后的溶液中，攪拌并利用0.01MNaOH進行pH調節，使pH至8.0～10.0；步驟e：將步驟d處理后的活性炭曬干；步驟f：將步驟e處理后的活性炭放入煅燒爐中煅燒，以3℃/min的升溫速率升溫至350℃，并保溫1.5h后即得吸附重金屬的納米MgO活性炭。采用該吸附重金屬的納米MgO活性炭去除飲用水中重金屬：用去離子水配制含重金屬鉛或鎘的原水，經電磁流量計調節流速后，經納米花型MgO材料后出水，分別取原水和出水檢測其前后重金屬濃度的變化情況，具體測定方法分為如下幾種：第一種，分別配置初始重金屬鉛濃度5mg/L、10mg/L以及15mg/L的原水，經納米MgO活性炭后出水，進水流速為100mL/min，在預設時間點取水檢測其鉛濃度的變化情況，具體結果見圖1。第二種，分別配置初始重金屬鎘濃度5mg/L、10mg/L以及15mg/L的原水，經納米MgO活性炭后出水，進水流速為100mL/min，在預設時間點取水檢測其鎘濃度的變化情況，具體結果見圖2。第三種，配置初始重金屬鉛濃度5mg/L的原水，經納米MgO活性炭后出水，設置進水流速分別為1000mL/min、2000mL/min，在預設時間點取水檢測其鉛濃度的變化情況，具體結果見圖3。第四種，配置初始重金屬鎘濃度5mg/L的原水，經納米MgO活性炭后出水，設置進水流速分別為1000mL/min、2000mL/min，在預設時間點取水檢測其鎘濃度的變化情況，具體結果見圖4。綜上可知，納米MgO活性炭對重金屬鉛、鎘的去除能力與流速無關，而在實際應用過程中，流速往往是限制材料應用的一個重要因素，納米MgO活性炭對重金屬鉻、砷的吸附能力不會隨流速變化而發生顯著變化，因此在設計凈水裝置時是不需要考慮流速，此材料有極強的實際應用空間。另外，此材料制備及應用操作簡單，極易工業化，所以在飲用水去除重金屬領域具有廣闊的應用前景。實施例2同實施例1，所不同的是其步驟為：步驟a：將10g活性炭浸泡于濃度為0.1M，容量為100mL的稀硝酸中，浸泡時間為2h，然后用水和無水乙醇交替清洗，其中無水乙醇和水的體積比為1:1，清洗時間均為2h，以除去表面附著物，晾干備用；步驟b：以Mg(NO3)2·6H2O為前驅體，以去離子水為溶劑配成0.1MMg(NO3)2水溶液；步驟c：將工序步驟a處理后的活性炭加入到步驟b處理后的Mg(NO3)2水溶液中，在50℃水浴下攪拌混合均勻，攪拌時間為5.5h；步驟d：稱取1.2g尿素，配成濃度為0.2M的尿素水溶液，而后將配置好的尿素水溶液滴入步驟c處理后的溶液中，攪拌并利用0.01MNaOH進行調節pH至8.0～10.0；步驟e：將步驟d處理后的活性炭80℃下烘干；步驟f：將步驟e處理后的活性炭放入煅燒爐中煅燒，以5℃/min的升溫速率升溫至400℃，并保溫4.5h后即得吸附重金屬的納米MgO活性炭?？傊?，以上所述僅為本專利技術的較佳實施例，凡依本專利技術申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本專利技術專利的涵蓋范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：步驟a：將活性炭浸泡于稀硝酸中，然后用水和無水乙醇交替清洗，除去表面附著物，曬干或晾干或在60～80℃下烘干備用；步驟b：以Mg(NO

【技術特征摘要】
1.吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：步驟a：將活性炭浸泡于稀硝酸中，然后用水和無水乙醇交替清洗，除去表面附著物，曬干或晾干或在60～80℃下烘干備用；步驟b：以Mg(NO3)2·6H2O為前驅體，以去離子水為溶劑配成濃度為0.1MMg(NO3)2水溶液；步驟c：將工序步驟a處理后的活性炭加入到步驟b處理后的Mg(NO3)2水溶液中，攪拌混合均勻；步驟d：配制濃度為0.2M的尿素水溶液，而后將配置好的尿素水溶液滴入步驟c處理后的溶液中，攪拌，混合液中Mg(NO3)2與尿素的摩爾比為1:2；步驟e：將步驟d處理后的活性炭曬干或晾干或在60～80℃下烘干；步驟f：將步驟e處理后的活性炭放入煅燒爐中煅燒后即得吸附重金屬的納米MgO活性炭。2.根據權利要求1所述的吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法，其特征在于：步驟a中無水乙醇和水的體積比為1:3～1:1，清洗時間均為0.5-2h。3.根據權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭開勤，屠錦軍，黃苗權，陳磊，張仲其，陳連杰，
申請(專利權)人：浙江沁園水處理科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33