一种废水中六价铬离子的去除方法

技术领域

本发明涉及一种六价铬离子的去除方法，具体涉及一种采用磁性吸附剂对废水中的六价铬离子进行快速去除的方法，属于重金属离子处理技术领域。

背景技术

重金属类污染物排放到环境中,只能改变成各种各样的形态或者被转移到其他体系中、或者继续在本体系中稀释、积累,而不能被分解,即使非常低的浓度也会累积污染并通过食物链累积到人的体内。

含铬废水主要来源于矿石加工、建材加工、电镀、制革、金属和钢材冶炼和耐火生产等行业,含铬废水的危害与铬离子的价态有关，废水中主要有三价和六价两种价态，六价铬的毒性最大，其毒性是三价铬的100倍，少量接触会引发溃疡或鼻中穿孔，长期接触易患各种疾病和肺癌。

目前，世界各国铬离子废水处理方法主要有：物理吸附，化学吸附，氧化还原沉淀法，其中物理吸附应用最为广泛。

对于现阶段磁性重金属捕获剂来说，主要是通过硅烷偶联剂对Fe

发明内容

本发明的目的是提供一种废水中六价铬离子的去除方法，该方法采用磁性铬离子螯合剂吸附去除废水中的六价铬离子，该磁性铬离子螯合剂对六价铬离子吸附容量大，去除效果好，且该方法操作简单，使用方便，磁性铬离子螯合剂易于回收，能够实现六价铬离子快速去除，具有巨大的应用潜力。

本发明研究了一种新型的磁性铬离子螯合剂，该磁性铬离子螯合剂以磁性四氧化三铁微球为芯材，采用稳定剂抗坏血酸和三聚氰胺甲醛有机聚合物对磁性四氧化三铁微球进行改性或包覆，三聚氰胺甲醛有机聚合物表面修饰有具有强吸附螯合性能的二硫代氨基甲酸钠，所得螯合剂螯合位点多、稳定性强、对Cr

本发明提供了一种废水中六价铬离子的去除方法，该方法是：

（1）在四氧化三铁微球表面修饰抗坏血酸（AA），得到Fe

（2）在Fe

（3）在Fe

（4）在含有六价铬离子的废水中加入磁性铬离子螯合剂，对废水中的六价铬离子进行吸附，实现六价铬离子的快速去除。

进一步的，磁性铬离子螯合剂的反应方程式如下所示：

进一步的，本发明磁性铬离子螯合剂以四氧化三铁微球为基材，四氧化三铁微球具有磁性，在后续使用过程中便于回收，操作便捷。所用四氧化三铁微球的粒径为10 nm～100 um，优选为10-200nm，在此范围内，微球具有较好的比表面积，便于修饰，吸附性能更好。

进一步的，步骤（1）中，将四氧化三铁微球和抗坏血酸在水中加热回流3-5h，将稳定剂抗坏血酸修饰到四氧化三铁微球表面，得到Fe

进一步的，步骤（2）中，将甲醛、三聚氰胺和水混合，调节pH至10-11，加热搅拌至澄清，得三聚氰胺甲醛预聚物溶液；将Fe

进一步的，步骤（2）中，三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1：2-2.3，Fe

进一步的，步骤（2）中，三聚氰胺甲醛预聚物溶液的质量浓度为15-32%。Fe

进一步的，步骤（2）中，在70-75℃下加热搅拌，得到三聚氰胺甲醛预聚物溶液。Fe

进一步的，步骤（3）中，将Fe

进一步的，步骤（3）中，在室温下缓慢滴加二硫化碳，滴完后保持该温度继续反应2-5 h。

进一步的，氢氧化钠溶液的浓度可以随意选择，例如1-5 mol/L。

进一步的，步骤（3）所得磁性铬离子螯合剂结构式如下所示：

进一步的，步骤（3）所得磁性铬离子螯合剂以具有磁性的四氧化三铁作为基材，便于吸附分离操作，用抗坏血酸来稳定Fe

进一步的，步骤（4）中，所述废水可以是各种含有Cr

进一步的，步骤（4）中，磁性铬离子螯合剂在室温下对废水中的六价铬离子进行吸附，吸附优选在搅拌或超声下进行，以提高吸附效率。

进一步的，步骤（4）中，磁性铬离子螯合剂的加入量可以依据废水中六价铬离子的量来进行选择，以保证废水中六价铬离子的处理结果符合要求。

进一步的，步骤（4）中，吸附完成后，通过强磁铁对磁性铬离子螯合剂进行回收分离。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明自行研究了一种新型的磁性铬离子螯合剂，该螯合剂由四氧化三铁、抗坏血酸、三聚氰胺甲醛树脂，氢氧化钠和二硫化碳反应得到，原料易得，合成工艺简单，操作简易，在实际应用中可实施性高。

2、本发明磁性铬离子螯合剂以磁性四氧化三铁为基材，通过表面修饰，在磁性微球表面引入三聚氰胺甲醛树脂和具有强吸附螯合性能的二硫代氨基甲酸钠，三聚氰胺甲醛树脂中具有很多的螯合位点，能够引入更多的二硫代氨基甲酸钠，通过二硫代氨基甲酸钠与Cr

3、本发明磁性铬离子螯合剂兼备磁性和强吸附作用螯合位点，能够方便的进行操作和在较短的时间内对六价铬离子实现吸附分离，能够实现对各种水体（地表水、地下水、生活废水、工业废水）的快速治理，便于回收，操作方便快捷，具有巨大的应用潜力。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明，下述说明仅是示例性的，并不对其内容进行限制。

下述实施例中，如无特别说明，所述浓度均为质量百分浓度。

实施例1

1、将1g粒径100 nm的四氧化三铁微球分散在100 mL去离子水中，加入0.5 g抗坏血酸，加热回流3 h。反应结束后用强磁铁对产物进行分离，用20 mL去离子水洗涤三次，真空干燥得到抗坏血酸修饰的Fe

2、250 mL烧杯中加入6.3 g三聚氰胺、8.1 g甲醛水溶液（37%），32.1 g去离子水，用0.1 M NaOH调节pH=10。将烧杯放入水浴中升温至70

将1g上述制备的Fe

3、将1g Fe

实施例2

1、将2 g粒径200 nm的四氧化三铁微球均匀分散在100 mL去离子水中，加入2 g抗坏血酸，加热回流3 h。反应结束后用强磁铁对产物进行分离，用20 mL去离子水洗涤三次，真空干燥得到抗坏血酸修饰的Fe

2、250 mL烧杯中加入6.3 g三聚氰胺、8.1 g甲醛水溶液（37%），32.1 g去离子水，用0.1 M NaOH调节pH=10。将烧杯放入水浴中升温至70

将1g上述制备的Fe

3、将1g Fe

实施例3

1、将1g粒径10 nm的四氧化三铁微球分散在100 mL去离子水中，加入1 g抗坏血酸，加热回流3 h。反应结束后用强磁铁对产物进行分离，用20 mL去离子水洗涤三次，真空干燥得到抗坏血酸修饰的Fe

2、250 mL烧杯中加入6.3 g三聚氰胺、8.1 g甲醛水溶液（37%），32.1 g去离子水，用0.1 M NaOH调节pH=10。将烧杯放入水浴中升温至70

将1g上述制备的Fe

3、将1g Fe

实施例4

1、将1 g粒径100 um的四氧化三铁微球均匀分散在100 mL去离子水中，加入0.5g抗坏血酸，加热回流3 h。反应结束后用强磁铁对产物进行分离，用20 mL去离子水洗涤三次，真空干燥得到抗坏血酸修饰的Fe

2、250 mL烧杯中加入6.3 g三聚氰胺、8.1 g甲醛水溶液（37%），32.1 g去离子水，用0.1 M NaOH调节pH=10。将烧杯放入水浴中升温至70

将1g上述制备的Fe

3、将1 g Fe

实施例5

按照实施例3的方法制备磁性铬离子螯合剂，不同的是：四氧化三铁微球的粒径为1um。

实施例6

按照实施例3的方法制备磁性铬离子螯合剂，不同的是：四氧化三铁微球的粒径为50um。

应用例

对上述实施例制得的磁性铬离子螯合剂对六价铬离子的吸附性能进行测试，方法如下：

用重铬酸钾配置2 mol/L的六价铬离子标准溶液，铬离子的浓度用原子吸收分光光度法测定。

准确称量一定量的上述实施例制备的磁性铬离子螯合剂（m），加入到一定体积（V）、一定浓度（C

磁性铬离子螯合剂对六价铬离子的吸附容量Q

Q

其中，C

磁性铬离子螯合剂对六价铬离子的吸附容量如下表1所示：