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电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子方法

摘要

一种电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子的方法,涉及一种从重金属废水中回收铅离子的方法。本发明是要解决现有的吸附剂具有较差的选择性,导致难以从复杂的水环境中有针对性地回收重金属,且回收纯度不高的技术问题。本发明将单宁酸@氧化石墨烯导电气凝胶材料作为导电吸附剂应用到水体重金属电化学吸附系统中,在电场的作用下,其对Pb2+的吸附选择性得到了增强。本发明的方法中单宁酸@氧化石墨烯导电气凝胶材料可以通过电化学还原优化其导电层,使材料具有更好的导电性,在电场作用下,对铅离子具有更好的选择性。本发明应用于在金属废水中回收铅。

权利要求书

1.一种电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子的方法,其特征在于电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子的方法是按以下步骤进行的:

一、将单宁酸@氧化石墨烯导电气凝胶作为工作电极,Ag/AgCl作为参比电极,铂网作为对电极,组成三电极系统,以硝酸钠水溶液为电解质溶液,使用电流-时间法进行电还原,施加电压为-1.2V~-2V,还原时间为2min~30min,得到单宁酸@还原氧化石墨烯导电气凝胶;所述的硝酸钠水溶液的浓度为0.5mol/L~0.6mol/L;

二、将步骤一制备的单宁酸@还原氧化石墨烯导电气凝胶作为工作电极,Ag/AgCl作为参比电极,铂网作为对电极,组成三电极系统,以含铅离子的重金属废水为电解质溶液,使用电流-时间方法进行电化学吸附,电压为-0.1V~-0.2V,吸附时间为2h~2.5h,即可在工作电极上回收铅元素。

2.根据权利要求1所述的一种电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子的方法,其特征在于步骤一中所述的单宁酸@氧化石墨烯导电气凝胶的制备方法如下:

将2.5mL的氧化石墨烯分散液和1mL的单宁酸水溶液均匀混合,超声分散20min,再加入1.5mL去离子水,超声分散10min,放入烘箱中在90℃保温20h,从烘箱中取出在去离子水中静置浸泡,每静置浸泡30min就换干净的去离子水继续静置浸泡30min至水溶液由淡黄色至无色透明为止以洗去反应过剩的单宁酸;最后冷冻干燥24h,即得到单宁酸@氧化石墨烯导电气凝胶;

所述的氧化石墨烯分散液的浓度为4mg/mL,溶剂为去离子水;

所述的单宁酸水溶液的浓度为10mg/mL。

3.根据权利要求1所述的一种电场强化选择性吸附重金属中铅离子的方法,其特征在于步骤一中使用电流-时间法进行电还原时采用电化学工作站CHI760E。

4.根据权利要求1所述的一种电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子的方法,其特征在于步骤一中施加电压为-1.2V,还原时间为5min。

5.根据权利要求1所述的一种电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子的方法,其特征在于步骤二中使用电流-时间方法进行电化学吸附时采用电化学工作站CHI760E。

6.根据权利要求1所述的一种电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子的方法,其特征在于步骤二中电压为-0.2V,吸附时间为2h。

说明书

一种电场强化选择性吸附重金属废水中铅离子的方法

技术领域

本发明涉及一种从重金属废水中回收铅离子的方法。

背景技术

随着工业化的快速发展,大量污染物被释放到水生环境中,这在全球范围内造成了严重的环境挑战。另一方面,重金属资源日益枯竭,选择性回收重金属资源是实现可持续发展的一项重大挑战。重金属污染废水环境一般都比较复杂,存在许多共生离子,从而造成重金属离子选择性回收的困难。传统的修复重金属污染水体的方法有化学沉淀、电凝、膜过滤和离子交换等。然而,这些方法具有一些缺点,例如化学污泥法的高成本,难以再生和结垢。吸附被认为是最有效,最简单,最经济的技术之一。通常,传统的吸附剂(包括活性炭、粘土、活性氧化铝和沸石)具有较差的选择性,这导致难以从复杂的水环境中有针对性地回收重金属且回收纯度不高。因此,研究一种增强吸附剂对重金属离子选择性的新方法是十分有必要的。