專利名稱：層狀草甘膦鋯用作鉛離子吸附材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種層狀草甘膦鋯的新用途，對(duì)于廢水中的重金屬離子Pb2+具有高選 擇性和吸附率，并且脫附簡(jiǎn)單快速，且該材料可以重復(fù)利用。
背景技術(shù)：
重金屬既可以直接進(jìn)入大氣、水體和土壤，造成各類環(huán)境要素的直接污染，也可以 在大氣、水體和土壤中相互遷移，造成各類環(huán)境要素的間接污染。由于重金屬不能被微生物 降解，在環(huán)境中只能發(fā)生各種形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化，所以重金屬污染的消除往往更為困難， 對(duì)生物引起的影響和危害也是人們更為關(guān)注的問(wèn)題。水體中的Pb2+污染主要來(lái)源于電鍍、 采礦等工業(yè)廢水的排放。環(huán)境中特別是環(huán)境水樣中的鉛量，是環(huán)境監(jiān)測(cè)控制的一個(gè)重要指 標(biāo)。在各種環(huán)境污染處理技術(shù)中，吸附法是廣泛應(yīng)用的方法，用的吸附劑有活性炭、活性硅 藻土、纖維、天然蒙脫土、煤渣以及混凝劑等。近年來(lái)，由于磷酸鋯(&P)及其衍生物具有良好的離子交換特性和較大的內(nèi)表 面積，其能夠吸附重金屬等有毒物質(zhì)，在環(huán)境保護(hù)方面的研究工作取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。如 Bingcai Pan 等人在文獻(xiàn) J. Journal of Hazardous Materials 172 (2009) 129-137 中研究 了無(wú)定形磷酸鋯以及磷酸鋯衍生物對(duì)重金屬的選擇性吸附。并且將D-100(聚苯乙烯磺酸 交換劑)和ZrP對(duì)重金屬吸附進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)ZrP對(duì)重金屬吸附遠(yuǎn)遠(yuǎn)比D-100吸附量大， ZrP 其吸附量為 0. 79meq/g(81. 84mg/g)，ZrP 及其衍生物 ZrP-D001 (ZrP 分散在 D-100)體 系可以用一定濃度的HC1進(jìn)行淋洗再生。同樣在文獻(xiàn)J. Journal of Hazardous Materials 170 (2009) 824-828中提到，& (HP03S) 2 (ZrPS)在存在競(jìng)爭(zhēng)離子Ca (II)的水溶液中對(duì)重金屬 離子Pb(II)，Cd(II)和Zn(II)具有高效選擇性，其吸附量分別為Pb (II)吸附量為1.5meq/ g(155. 4mg/g), Cd(II)吸附量為 1. 38meq/g(77. 56mg/g)，Zn(II)為 1. 30meq/g(42. 51mg/ g)，同樣該材料用6M的HC1淋洗同樣也可以達(dá)到再生效果。相對(duì)于純粹的無(wú)機(jī)磷酸鋯體系來(lái)說(shuō)，由于有機(jī)膦酸鋯類化合物具有更大的比表面 積和其內(nèi)部可能存在的與金屬離子配位基團(tuán)，使其具有潛在的比無(wú)機(jī)磷酸鋯更加優(yōu)良的吸 附性能。本實(shí)驗(yàn)室對(duì)有機(jī)膦酸鋯類化合物-層狀草甘膦鋯(&GP)進(jìn)行了深入研究，并在專 利申請(qǐng)200810223091. X中公開了該化合物及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供層狀草甘膦鋯的新用途，即將其用作鉛離子吸附材料。主要 用于含鉛離子廢水溶液的處理。層狀草甘膦鋯(ZrGP)，分子式為C6H13N201Q.5P2&;其微觀形貌為長(zhǎng)竹片狀結(jié)晶，其 制備方法已經(jīng)在專利申請(qǐng)200810223091. X中公開。本發(fā)明實(shí)施例1證明了用層狀草甘膦鋯吸附含鉛離子水溶液，較合適的吸附時(shí)間 為4-6小時(shí)。實(shí)施例2證明了用層狀草甘膦鋯吸附含鉛離子水溶液，適合吸附初始濃度在100-800mg/L的含鉛溶液。實(shí)施例3證明了用層狀草甘膦鋯吸附含鉛離子水溶液，較合適的吸附溫度是 40-60 °C。實(shí)施例4證明了層狀草甘膦鋯對(duì)鉛離子選擇性吸附性能較好。實(shí)施例5證明了用層狀草甘膦鋯吸附含鉛離子水溶液，層狀草甘膦鋯可多次重復(fù) 利用。本發(fā)明的有益效果在于本方法提供了一種新型的吸附材料，該材料對(duì)重金屬離 子Pb2+具有很強(qiáng)的吸附效果，且工藝操作容易。有其他離子存在時(shí)該材料對(duì)Pb2+吸附具有 高效選擇性，并且脫附過(guò)程快速完全，簡(jiǎn)單無(wú)毒害，而且重復(fù)吸脫附，吸附量不會(huì)發(fā)生變化， 說(shuō)明該材料可以重復(fù)利用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 用硝酸鉛配制初始濃度為350mg/L Pb2+的溶液，稱量0. lg &GP加入該鉛溶液中， 室溫條件下開始攪拌，每隔30分鐘取樣測(cè)溶液中Pb2+的含量，結(jié)果見表1。如表1所示Pb2+ 的吸附量隨時(shí)間的增加而增加，吸附時(shí)間大于300分鐘后吸附量幾乎不再發(fā)生變化，說(shuō)明 吸附已經(jīng)達(dá)到平衡。由表1得出較合適的吸附時(shí)間為4-6小時(shí)。吸附樣品用0. 1M鹽酸進(jìn)行脫附，脫附時(shí)間為10-20分鐘，結(jié)果表明脫附非常完全。表 權(quán)利要求
一種層狀草甘膦鋯的應(yīng)用，將其用作鉛離子吸附材料；所述的層狀草甘膦鋯分子式為C6H13N2O10.5P2Zr。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀草甘膦鋯的應(yīng)用，用層狀草甘膦鋯吸附含鉛離子水溶 液，吸附時(shí)間為4-6小時(shí)；吸附溫度是40-60°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀草甘膦鋯的應(yīng)用，適用于濃度為100-800mg/L的含鉛溶液，且能多出多次重復(fù)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種層狀草甘膦鋯的新用途，即將其用作鉛離子吸附材料。層狀草甘膦鋯分子式為C6H13N2O10.5P2Zr。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)層狀草甘膦鋯對(duì)鉛離子有較強(qiáng)的吸附能力且有較好的選擇性吸附性能；通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了用層狀草甘膦鋯吸附含鉛離子水溶液，較合適的吸附時(shí)間為4-6小時(shí)，較合適的吸附溫度是40-60℃。層狀草甘膦鋯適合吸附濃度在100-800mg/L的含鉛溶液且可多次重復(fù)使用。將該用途用于凈化含鉛離子廢水，對(duì)保護(hù)環(huán)境將起到積極作用。
文檔編號(hào)C02F101/20GK101947434SQ20101027933
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者張?jiān)戮? 徐慶紅, 樊發(fā)英 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)