一種胺基改性生物吸附劑動(dòng)態(tài)吸附分離銅鉛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于重金屬分離領(lǐng)域，具體涉及一種胺基改性生物吸附劑動(dòng)態(tài)吸附分離銅鉛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]重金屬污染常由電鍍、選礦、制革以及機(jī)械加工業(yè)等行業(yè)排放的三廢引起。未經(jīng)處理的含鉛、銅等重金屬廢液一經(jīng)排放，不僅造成資源浪費(fèi)還將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，并直接影響到人類的生產(chǎn)和生活。目前，重金屬污水的處理方法很多，常見的方法有共沉淀法、絮凝法、離子交換法、溶劑萃取法、吸附法、膜分離法等，但這些方法存在處理成本較高、操作復(fù)雜、二次污染嚴(yán)重等問題，因此，尋求一種重金屬廢水無害化和資源化的處理方法迫在眉睫。
[0003]近年來，生物吸附法因具有無毒、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。生物吸附法作為一種重金屬廢水處理技術(shù)，主要是采用廢棄的生物材料來吸附水體中的重金屬離子，再通過固液兩相分離來去除水體中重金屬離子的方法。以廢棄樹葉為材料來吸附分離重金屬離子不僅具有原材料來源豐富、操作成本低等優(yōu)點(diǎn)，還能以廢治廢，環(huán)保效應(yīng)顯著。然而，未經(jīng)處理的廢棄樹葉對(duì)重金屬離子的吸附容量較低、選擇性較差，很難直接應(yīng)用于重金屬的吸附分離中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種胺基改性生物吸附劑動(dòng)態(tài)吸附分離銅鉛的方法，該方法具有操作簡(jiǎn)單、分離效果好，成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合推廣應(yīng)用。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種胺基改性生物吸附劑動(dòng)態(tài)吸附分離銅鉛的方法，包括以下步驟:采用兩步法制備胺基改性生物吸附劑；將制備的胺基改性生物吸附劑裝入填充柱內(nèi)；將含銅鉛離子的溶液栗入填充柱中進(jìn)行銅鉛離子的動(dòng)態(tài)吸附分離。
[0007]上述方案中，所述胺基改性生物吸附劑的制備方法為:
[0008]1)將生物吸附劑進(jìn)行干燥、磨粉、過篩得生物吸附劑粉末，將所得生物吸附劑粉末和交聯(lián)劑加入濃度為1?5mol L 1的NaOH溶液I中，在40?70°C溫度下反應(yīng)30?60min，然后依次經(jīng)離心、洗滌得固體產(chǎn)物I ;其中生物吸附劑粉末與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1: (5?15)，生物吸附劑粉末與NaOH溶液I的固液比為1: (50?100) g/mL ;
[0009]2)將步驟1)所得固體產(chǎn)物I和有機(jī)胺加入濃度為0.1?lmol L 1的NaOH溶液II中，氮?dú)夥諊录訜嶂?0?80°C反應(yīng)4?6h，水洗至中性，真空干燥即得所述的胺基改性生物吸附劑，其中生物吸附劑粉末質(zhì)量與有機(jī)胺的質(zhì)量比為1: (0.5?5)，生物吸附劑粉末與NaOH溶液II的固液比為1: (50?100) g/mL。
[0010]本發(fā)明采用上述兩步法制備所述胺基改性生物吸附劑，可提高胺基改性生物吸附劑對(duì)銅離子的吸附容量高，吸附選擇性好。
[0011]上述方案中，所述的生物吸附劑為廢棄樹葉。
[0012]上述方案中，所述的廢棄樹葉為梧桐樹葉、桂花樹葉、銀杏樹葉或樟樹葉等。
[0013]上述方案中，所述交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷等。
[0014]上述方案中，所述有機(jī)胺中含4個(gè)及以上的氮原子，其結(jié)構(gòu)通式為NH2(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2，其中 η 多 2 ;或(CH2CH2NH)η，其中 η 多 4 ;或(C3HSC1N)η，其中 η 多 4。
[0015]優(yōu)選的，所述NH2 (CH2CH2NH) nCH2CH2NH2，其中η多2，為三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺中的一種或幾種。
[0016]優(yōu)選的，所述(CH2CH2NH)n，其中η彡4，為聚乙烯亞胺，其分子量為600?70000。
[0017]優(yōu)選的，所述(C3HsClN)n，其中η彡4，為聚烯丙基胺鹽酸鹽，其分子量為600?70000。上
[0018]述方案中，所述含銅鉛離子的溶液栗入速度為2.0?10mL/min。
[0019]本發(fā)明采用表面改性技術(shù)可在生物吸附劑表面引入大量的胺基，利用胺基與不同金屬離子的配位作用不同來實(shí)現(xiàn)雙組份體系中各組分的吸附分離。胺基與銅離子的配位能力顯著高于其與鉛離子的配位能力。因此，胺基改性吸附劑對(duì)銅離子的吸附親和力將明顯高于其對(duì)鉛離子的吸附親和力。在動(dòng)態(tài)吸附條件下，吸附親和力高的銅離子將取代吸附親和力低的鉛離子，這種競(jìng)爭(zhēng)吸附取代效應(yīng)將實(shí)現(xiàn)銅離子選擇性吸附及銅鉛離子的分離。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:對(duì)廉價(jià)易得的生物吸附劑進(jìn)行胺基改性，可顯著提高生物吸附劑對(duì)銅離子的吸附選擇性，從而實(shí)現(xiàn)雙組份體系中銅離子與鉛離子的動(dòng)態(tài)吸附分離，該法操作簡(jiǎn)單，成本低，為廢水中銅鉛離子的分離及資源化回收利用提供了新途徑。
【附圖說明】
[0021]圖1為實(shí)施例1中銅鉛離子溶液中銅鉛離子競(jìng)爭(zhēng)吸附的流出曲線圖。
[0022]圖2為實(shí)施例1中銅鉛離子溶液中銅鉛離子競(jìng)爭(zhēng)吸附動(dòng)力學(xué)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0024]以下實(shí)施例如無具體說明，采用的試劑市售化學(xué)試劑或工業(yè)產(chǎn)品。
[0025]實(shí)施例1
[0026]一種胺基改性生物吸附劑動(dòng)態(tài)吸附分離銅鉛的方法，包括以下步驟:
[0027]1)制備胺基改性生物吸附劑:(1)將梧桐樹葉進(jìn)行干燥、磨粉和過篩，將10g所得的梧桐樹葉粉末和140g環(huán)氧氯丙烷加入到500mLNa0H溶液(濃度為1.5mol/L)中，在40°C溫度下回流反應(yīng)50min，然后經(jīng)離心、洗滌(依次采用體積比為1:3的乙醇水溶液洗滌和去離子水進(jìn)行洗滌)，得固體產(chǎn)物I ; (2)將步驟1)所得固體產(chǎn)物I和10g的四乙烯五胺加入500mLNa0H溶液(濃度為0.2mol/L)中，在氮?dú)夥諊录訜嶂?0°C反應(yīng)4h，將所得產(chǎn)物水洗至中性后進(jìn)行真空干燥得胺基改性梧桐樹葉(胺基改性生物吸附劑)；
[0028]2)胺基改性梧桐樹葉動(dòng)態(tài)吸附分離銅鉛離子:將0.5g胺基改性梧桐樹葉裝入玻璃填充柱中，采用蠕動(dòng)栗將銅鉛離子溶液(銅離子和鉛離子的濃度均為0.2mmol/L)栗入填充柱(內(nèi)徑1.0cm,長(zhǎng)度20cm)，控制填充柱內(nèi)溶液流速為6.25mL/min，測(cè)定流出液中銅鉛離子的濃度，計(jì)算改性梧桐樹葉對(duì)銅鉛離子的吸附容量。
[0029]圖1為本實(shí)施例銅鉛離子溶液中銅鉛離子競(jìng)爭(zhēng)吸附的流出曲線圖，其中C。表示重金屬離子溶液初始濃度(mg/L)，Ct表示流出液中重金屬離子的濃度(mg/L)。由圖1可以看出，銅鉛離