本發(fā)明涉及環(huán)保材料技術領域，具體是一種硅藻土重金屬吸附劑及其制備方法和應用。
背景技術：
目前，重金屬廢水處理方法主要有三類：化學反應去除法、吸附濃縮分離去除法以及微生物或植物去除法。第一類是廢水中重金屬離子通過化學反應除去的方法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學還原法、電化學還原法和高分子重金屬捕集劑法等；第二類是使廢水中的重金屬在不改變其化學形態(tài)的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發(fā)和凝固法、離子交換和膜分離等；第三類是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，其中包括生物絮凝、生物化學法和植物生態(tài)修復等。重金屬廢水的傳統(tǒng)處理工藝普遍存在成本高、反應慢、易造成二次污染、低濃度廢水處理難等缺點。
吸附法是利用吸附劑的獨特結構往除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的常用吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。吸附法處理重金屬廢水具有高效、簡便和選擇性好等優(yōu)點，特別是對低濃度、污染性強、其他方法難以有效處理的重金屬廢水具有獨特的應用價值。但目前工業(yè)上使用的吸附劑價格昂貴，廣泛應用受到限制，重金屬的回收，吸附劑的再生和二次污染也是吸附法處理重金屬廢水中的難點。常用的吸附劑活性炭在廢水治理中應用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質很難達到回用要求，一般僅用于電鍍廢水的預處理。硅藻土是由火山灰堆積而成，是運用最廣泛的一種土壤介質。但是單獨的硅藻土吸附重金屬效率低，如何對其簡單處理使其提高吸附重金屬效率，是本專利需解決的問題。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種硅藻土重金屬吸附劑及其制備方法和應用，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
一種硅藻土重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土27-35份、二氯乙酸13-21份、異丙醇鈦2-6份、水楊醇5-12份。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述硅藻土重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土29-33份、二氯乙酸15-19份、異丙醇鈦3-5份、水楊醇7-10份。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述硅藻土重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土31份、二氯乙酸17份、異丙醇鈦4份、水楊醇9份。
本發(fā)明另一目的是提供一種硅藻土重金屬吸附劑的制備方法，由以下步驟組成：
1)將二氯乙酸與其質量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液；
2)將硅藻土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在99-101℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
本發(fā)明另一目的是提供所述吸附劑在污水處理中的應用。
與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中硅藻土與異丙醇鈦混合研磨，再利用二氯乙酸超聲處理、水楊醇微波處理等步驟制得的吸附劑，對重金屬的吸附效率極高，而且可重復使用100次以上。本發(fā)明硅藻土重金屬吸附劑的吸附容量高，吸附速度快；制備方法簡單，使用后酸處理即可回收重金屬，再450℃高溫煅燒即可再生，可重復利用次數高；解吸附完全，重金屬回收成本低；處理重金屬廢水具有處理成本低，工藝簡單，不存在二次污染，吸附劑可多次重復使用，重金屬回收容易，適于工業(yè)化生產。
具體實施方式
下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
本發(fā)明實施例中，一種硅藻土重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土27份、二氯乙酸13份、異丙醇鈦2份、水楊醇5份。
將二氯乙酸與其質量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將硅藻土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在99℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經反復實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復使用100次以上仍保持90-100％的吸附容量。
實施例2
本發(fā)明實施例中，一種硅藻土重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土35份、二氯乙酸21份、異丙醇鈦6份、水楊醇12份。
將二氯乙酸與其質量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將硅藻土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在101℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經反復實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復使用100次以上仍保持90-100％的吸附容量。
實施例3
本發(fā)明實施例中，一種硅藻土重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土29份、二氯乙酸15份、異丙醇鈦3份、水楊醇7份。
將二氯乙酸與其質量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將硅藻土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經反復實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復使用100次以上仍保持92-100％的吸附容量。
實施例4
本發(fā)明實施例中，一種硅藻土重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土33份、二氯乙酸19份、異丙醇鈦5份、水楊醇10份。
將二氯乙酸與其質量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將硅藻土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經反復實驗得到：該吸附劑的吸附容量為65-75mg/g；該吸附劑重復使用100次以上仍保持92-100％的吸附容量。
實施例5
本發(fā)明實施例中，一種硅藻土重金屬吸附劑，由以下按照重量份的原料組成：硅藻土31份、二氯乙酸17份、異丙醇鈦4份、水楊醇9份。
將二氯乙酸與其質量4.8倍的去離子水混合，制得二氯乙酸溶液。將硅藻土與異丙醇鈦混合研磨、過120目篩，然后加入二氯乙酸溶液，升溫至72℃并在該溫度下超聲處理32min，超聲功率為1000W，然后滴加水楊醇，滴加完成后升溫至112℃并在該溫度下密封攪拌處理53min，然后再微波處理20min，微波功率為800W，再在100℃的溫度下攪拌至干，然后在430℃的馬弗爐中煅燒4h即得吸附劑。
經反復實驗得到：該吸附劑的吸附容量為70-80mg/g；該吸附劑重復使用100次以上仍保持93-100％的吸附容量。
對比例1
除不含有二氯乙酸外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經測試，該吸附劑的吸附容量為10-30mg/g，該吸附劑重復使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
對比例2
除不含有異丙醇鈦外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經測試，該吸附劑的吸附容量為10-30mg/g，該吸附劑重復使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
對比例3
除不含有二氯乙酸以及異丙醇鈦外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
經測試，該吸附劑的吸附容量為10-20mg/g，該吸附劑重復使用5次后吸附效率會下降到低于原吸附容量的50％。
實施例1-5及對比例1-3制得的吸附劑再生5次后的結果如表1所示。
表1
因此，由表1可得出，經過其它原料處理后的硅藻土的吸附容量大、重復使用次數多。
對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(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現本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。