本發(fā)明涉及重金屬離子處理領(lǐng)域，具體是一種污水中重金屬離子的處理藥劑。
背景技術(shù)：
當(dāng)今人類社會對重金屬資源需求量迅速增長，在生產(chǎn)、加工和使用過程中產(chǎn)生大量含重金屬及其化合物的廢棄物，造成嚴(yán)重的重金屬污染，嚴(yán)重影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和資源的利用。尤其是冶煉、化工、電子、汽車、采礦、電鍍和輕工等行業(yè)因大量使用各類重金屬和重金屬化合物而排放大量含重金屬離子的廢水。這些含有重金屬的工業(yè)廢水會對地表水和地下水造成嚴(yán)重的污染，并且在環(huán)境中不能生物降解，容易蓄積，且很易通過根系進(jìn)入植物體而被土壤作物吸收，抑制作物生長發(fā)育，促進(jìn)旱衰，降低產(chǎn)量，并進(jìn)一步通過食物鏈的傳遞和富集進(jìn)入人體，導(dǎo)致癌變、畸型等，嚴(yán)重危害人體健康，重金屬離子主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬超標(biāo)制品等人為因素所致，因人類活動導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，直接危害人體健康，難溶于水，并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化，人們都是采用藥劑對污水中的重金屬離子進(jìn)行處理，但是現(xiàn)有的處理藥劑價格昂貴，使得處理藥劑的廣泛應(yīng)用受到限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種污水中重金屬離子的處理藥劑，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種污水中重金屬離子的處理藥劑，由以下原料按照重量份組成：聚丙烯醇32-56份、石墨烯粉末26-29份、改性海泡石粉末5-12份、改性殼聚糖2-5份、三聚磷酸鈉18-24份、偏鋁酸鈉32-36份、地涌金蓮粉末10-14份、酚醛樹脂14-23份和木質(zhì)素磺酸鈉3-9份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：改性海泡石粉末采用海泡石在溫度為240-350攝氏度的煅燒爐中煅燒1-4小時，煅燒后的產(chǎn)物放在2mol/L的鹽酸中浸泡10-15分鐘，再用去離子水洗至中性并且干燥得到。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：改性殼聚糖是將殼聚糖放入10-30體積份體積比為2：1-3的氫氧化鉀溶液和尿素溶液，用微波加熱至65-120攝氏度，并攪拌反應(yīng)30-60分鐘，然后將反應(yīng)液在1500-2400rpm下離心，得到的固體用去離子水超聲洗滌，直至洗滌液為中性，將洗滌后的固體冷凍干燥，得到改性殼聚糖。
所述污水中重金屬離子的處理藥劑的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將聚丙烯醇、石墨烯粉末和改性海泡石粉末加入攪拌機(jī)中并且以300-450rpm的轉(zhuǎn)速攪拌25-40分鐘，攪拌過程中滴加偏鋁酸鈉，滴加完畢后在20-35攝氏度下攪拌4-6小時，得到第一混合物；
步驟二，向第一混合物中加入聚丙烯醇、改性殼聚糖和三聚磷酸鈉，在45-60攝氏度下攪拌2-3小時，得到第二混合物；
步驟三，將第二混合物冷卻至室溫，加入酚醛樹脂并且調(diào)pH值至10-11，再加入地涌金蓮粉末，在40-45攝氏度下攪拌3-5小時，得到第三混合物；
步驟四，向第三混合物中加入木質(zhì)素磺酸鈉，充分?jǐn)嚢?-6小時，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水超聲洗滌3-5次并且進(jìn)行抽濾，然后用體積分?jǐn)?shù)為50％的乙醇溶液洗滌3-4次，然后冷凍干燥至恒重，得到固體產(chǎn)品即可。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明原料來源廣泛并且原料價格低廉，制備工藝簡單，適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)；該發(fā)明的各組分發(fā)生協(xié)同作用，處理含重金屬離子污水效果好，具有很強(qiáng)的重金屬離子捕捉能力，不會產(chǎn)生二次污染，綠色環(huán)保性好。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
實(shí)施例1
一種污水中重金屬離子的處理藥劑，由以下原料按照重量份組成：聚丙烯醇32份、石墨烯粉末26份、改性海泡石粉末5份、改性殼聚糖2份、三聚磷酸鈉18份、偏鋁酸鈉32份、地涌金蓮粉末10份、酚醛樹脂14份和木質(zhì)素磺酸鈉3份。改性海泡石粉末采用海泡石在溫度為240攝氏度的煅燒爐中煅燒1小時，煅燒后的產(chǎn)物放在2mol/L的鹽酸中浸泡10分鐘，再用去離子水洗至中性并且干燥得到。
所述污水中重金屬離子的處理藥劑的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將聚丙烯醇、石墨烯粉末和改性海泡石粉末加入攪拌機(jī)中并且以300rpm的轉(zhuǎn)速攪拌25分鐘，攪拌過程中滴加偏鋁酸鈉，滴加完畢后在20攝氏度下攪拌4小時，得到第一混合物；
步驟二，向第一混合物中加入聚丙烯醇、改性殼聚糖和三聚磷酸鈉，在45攝氏度下攪拌2小時，得到第二混合物；
步驟三，將第二混合物冷卻至室溫，加入酚醛樹脂并且調(diào)pH值至10，再加入地涌金蓮粉末，在40攝氏度下攪拌3小時，得到第三混合物；
步驟四，向第三混合物中加入木質(zhì)素磺酸鈉，充分?jǐn)嚢?小時，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水超聲洗滌3次并且進(jìn)行抽濾，然后用體積分?jǐn)?shù)為50％的乙醇溶液洗滌3次，然后冷凍干燥至恒重，得到固體產(chǎn)品即可。
實(shí)施例2
一種污水中重金屬離子的處理藥劑，由以下原料按照重量份組成：聚丙烯醇38份、石墨烯粉末28份、改性海泡石粉末7份、改性殼聚糖4份、三聚磷酸鈉20份、偏鋁酸鈉33份、地涌金蓮粉末12份、酚醛樹脂18份和木質(zhì)素磺酸鈉6份。改性殼聚糖是將殼聚糖放入10體積份體積比為2：1的氫氧化鉀溶液和尿素溶液，用微波加熱至65攝氏度，并攪拌反應(yīng)30分鐘，然后將反應(yīng)液在1500rpm下離心，得到的固體用去離子水超聲洗滌，直至洗滌液為中性，將洗滌后的固體冷凍干燥，得到改性殼聚糖。
所述污水中重金屬離子的處理藥劑的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將聚丙烯醇、石墨烯粉末和改性海泡石粉末加入攪拌機(jī)中并且以360rpm的轉(zhuǎn)速攪拌32分鐘，攪拌過程中滴加偏鋁酸鈉，滴加完畢后在24攝氏度下攪拌5小時，得到第一混合物；
步驟二，向第一混合物中加入聚丙烯醇、改性殼聚糖和三聚磷酸鈉，在48攝氏度下攪拌2.5小時，得到第二混合物；
步驟三，將第二混合物冷卻至室溫，加入酚醛樹脂并且調(diào)pH值至10.3，再加入地涌金蓮粉末，在42攝氏度下攪拌4小時，得到第三混合物；
步驟四，向第三混合物中加入木質(zhì)素磺酸鈉，充分?jǐn)嚢?小時，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水超聲洗滌4次并且進(jìn)行抽濾，然后用體積分?jǐn)?shù)為50％的乙醇溶液洗滌3次，然后冷凍干燥至恒重，得到固體產(chǎn)品即可。
實(shí)施例3
一種污水中重金屬離子的處理藥劑，由以下原料按照重量份組成：聚丙烯醇46份、石墨烯粉末29份、改性海泡石粉末10份、改性殼聚糖4份、三聚磷酸鈉23份、偏鋁酸鈉35份、地涌金蓮粉末13份、酚醛樹脂20份和木質(zhì)素磺酸鈉7份。改性海泡石粉末采用海泡石在溫度為320攝氏度的煅燒爐中煅燒3小時，煅燒后的產(chǎn)物放在2mol/L的鹽酸中浸泡15分鐘，再用去離子水洗至中性并且干燥得到。改性殼聚糖是將殼聚糖放入23體積份體積比為2：3的氫氧化鉀溶液和尿素溶液，用微波加熱至92攝氏度，并攪拌反應(yīng)44分鐘，然后將反應(yīng)液在1800rpm下離心，得到的固體用去離子水超聲洗滌，直至洗滌液為中性，將洗滌后的固體冷凍干燥，得到改性殼聚糖。
所述污水中重金屬離子的處理藥劑的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將聚丙烯醇、石墨烯粉末和改性海泡石粉末加入攪拌機(jī)中并且以420rpm的轉(zhuǎn)速攪拌36分鐘，攪拌過程中滴加偏鋁酸鈉，滴加完畢后在32攝氏度下攪拌5小時，得到第一混合物；
步驟二，向第一混合物中加入聚丙烯醇、改性殼聚糖和三聚磷酸鈉，在55攝氏度下攪拌2.5小時，得到第二混合物；
步驟三，將第二混合物冷卻至室溫，加入酚醛樹脂并且調(diào)pH值至10.6，再加入地涌金蓮粉末，在45攝氏度下攪拌5小時，得到第三混合物；
步驟四，向第三混合物中加入木質(zhì)素磺酸鈉，充分?jǐn)嚢?小時，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水超聲洗滌3次并且進(jìn)行抽濾，然后用體積分?jǐn)?shù)為50％的乙醇溶液洗滌4次，然后冷凍干燥至恒重，得到固體產(chǎn)品即可。
實(shí)施例4
一種污水中重金屬離子的處理藥劑，由以下原料按照重量份組成：聚丙烯醇56份、石墨烯粉末29份、改性海泡石粉末12份、改性殼聚糖5份、三聚磷酸鈉24份、偏鋁酸鈉36份、地涌金蓮粉末14份、酚醛樹脂23份和木質(zhì)素磺酸鈉9份。改性海泡石粉末采用海泡石在溫度為350攝氏度的煅燒爐中煅燒1小時，煅燒后的產(chǎn)物放在2mol/L的鹽酸中浸泡15分鐘，再用去離子水洗至中性并且干燥得到。改性殼聚糖是將殼聚糖放入30體積份體積比為2：1的氫氧化鉀溶液和尿素溶液，用微波加熱至120攝氏度，并攪拌反應(yīng)60分鐘，然后將反應(yīng)液在2400rpm下離心，得到的固體用去離子水超聲洗滌，直至洗滌液為中性，將洗滌后的固體冷凍干燥，得到改性殼聚糖。
所述污水中重金屬離子的處理藥劑的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將聚丙烯醇、石墨烯粉末和改性海泡石粉末加入攪拌機(jī)中并且以450rpm的轉(zhuǎn)速攪拌40分鐘，攪拌過程中滴加偏鋁酸鈉，滴加完畢后在35攝氏度下攪拌6小時，得到第一混合物；
步驟二，向第一混合物中加入聚丙烯醇、改性殼聚糖和三聚磷酸鈉，在60攝氏度下攪拌3小時，得到第二混合物；
步驟三，將第二混合物冷卻至室溫，加入酚醛樹脂并且調(diào)pH值至11，再加入地涌金蓮粉末，在45攝氏度下攪拌3小時，得到第三混合物；
步驟四，向第三混合物中加入木質(zhì)素磺酸鈉，充分?jǐn)嚢?小時，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水超聲洗滌5次并且進(jìn)行抽濾，然后用體積分?jǐn)?shù)為50％的乙醇溶液洗滌3次，然后冷凍干燥至恒重，得到固體產(chǎn)品即可。
對比例1
除不含有地涌金蓮，其余組分和制備方法同實(shí)施例4。
實(shí)驗(yàn)室模擬重金屬離子污染廢水，其中含有各種重金屬離子的濃度均為lOmg/L。采取實(shí)施例1-4的產(chǎn)品、對比例1的產(chǎn)品以及市場上常規(guī)的處理藥劑，經(jīng)攪拌、靜置、過濾后測定廢水中重金屬離子濃度，測試結(jié)果見表1。
表1
由表1可見，使用實(shí)施例1-4的重金屬離子藥劑時，對Cu2+、Zn2+、Pb2+、Ni2+和Cr6+的吸附量均超過對比例1市場上現(xiàn)有的產(chǎn)品，該藥劑的原料來源廣泛，生產(chǎn)成本更低，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。