一种脱除重金属离子的方法技术

本发明专利技术涉及一种脱除重金属离子的方法。具体而言，本发明专利技术涉及一种分离、检测和/或回收金属离子的方法，所述方法包括使染色纤维与含待分离、检测和/或回收的金属离子的样品接触的步骤。采用本发明专利技术方法能依据染色纤维所固载的不同染料对不同的金属离子进行特异性的吸附；且纤维分离材料具有较好的物理化学稳定性，吸附和解吸附速度快，能很好的实现循环使用；其原料纤维素来源广泛丰富，可天然降解，对环境无害。本发明专利技术解决了运用现有去除金属离子的物理及化学方法易造成的二次污染问题。

Method for removing heavy metal ions

The invention relates to a method for removing heavy metal ions. Specifically, the invention relates to a separation, detection and / or metal ion recovery method, the method includes the sample contact metal ions with the dyed fiber separation and detection and / or recovery of the steps. By using the method of the invention can according to different dye adsorption dyeing fiber supported by specific to different metal ions; and the fiber separation material has good physical and chemical stability, adsorption and desorption speed, can achieve a good recycling; raw cellulose rich sources, natural degradation of the environment harmless. The invention solves the problem of two pollution caused by physical and chemical methods of removing metal ions.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于重金属分离领域；具体而言，本专利技术涉及一种用于分离/脱除环境中重金属离子的方法。技术背景随着工业的发展和人口的不断增加，重金属废水排放量增加，有毒重金属对环境的严重威胁正逐渐成为全球性问题，不仅对环境造成危害，还威胁着人类的健康。随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展，我国绝大多数城市都不同程度地存在着较突出的水质问题，大量未经处理的城市垃圾、被污染的土壤、工业废水和生活污水以及大气沉降物不断排入水中，使水体悬浮物和沉积物中的重金属含量急剧升高。重金属既可以直接进入大气、水体和土壤，造成各类环境要素的直接污染；也可以在大气、水体和土壤中相互迁移，造成各类环境要素的间接污染。进入大气、水体和土壤等各种环境的重金属，均可通过呼吸道、消化道、皮肤和食物链等途径被人体吸收。当这些重金属在体内积累到一定程度时，就会直接影响人体的生长发育、生理生化机能，甚至造成死亡。例如，试验证明铜具有抗生育作用；长期暴露在铅环境中能够导致铅在人体组织中的沉积，特别是在骨骼、牙齿、肾脏和大脑中的积累，儿童处于大脑发育时期，血脑屏障不及成人健全；镉中毒能使肾功能受到破坏，肾小管对低分子蛋白再吸收功能发生障碍，糖、蛋白质代谢发生紊乱，引发尿蛋白症、糖尿病。目前，重金属废水处理的方法大致可以分为三类：(1)化学法；(2)物理法；(3)生物处理法。其中化学处理法主要包括化学沉淀和电解法。物理法主要包括溶剂萃取分离、离子交换法和膜分离技术及吸附法。采用化学法和物理法都会产生污染转移，易造成二次污染，且对低浓度的有害金属离子难以处理。因此依然需要开发分离提取环境中金属的新型材料和方法，以克服现有分离方法的不足。
技术实现思路
本专利技术公开了一种纤维固载的金属离子分离材料的用途，其目的在于对环境中的金属离子进行分离提取，其特点是利用金属离子与某一受体的特异性结合，通过更换受体实现对金属离子的提取，该材料吸附和解吸附速度快，具有良好的重复利用性。因此，本专利技术提供了一种分离材料，该分离材料含有纤维素载体A和连接在纤维素载体A上的可以结合金属离子的染料B。在一个具体实施例中，识别金属离子的染料B连接到纤维素载体表面。在一个具体实施例中，所述纤维素选自天然纤维，化学纤维，动物纤维，植物纤维，矿物纤维，合成纤维，人造纤维，和无机纤维。在一个具体实施例中，所述染料选自天然染料和合成染料。在一个具体实施例中，纤维素载体A通过吸附、粘合或渗透与染料B连接。在一个具体说实施例中，纤维素载体A选自天然纤维和化学纤维。在一个具体实施例中，染料B选自酸性染料、活性染料和分散染料。在一个具体实施例中，金属离子为重金属离子。在一个具体实施例中，其中所述的吸附、粘合或渗透方式连接需借鉴染料的染色工艺来实现。在一个具体实施例中，纤维素载体A选自天然纤维中的棉布。在一个具体实施例中，纤维素载体A选自化学纤维中的涤纶。在一个具体实施例中，纤维素载体A选自化学纤维中的锦纶。在一个具体实施例中，染料B选自酸性染料中的酸性蓝类。在一个具体实施例中，染料B选自酸性染料中的酸性红类。在一个具体实施例中，染料B选自酸性染料中的酸性黄类。在一个具体实施例中，染料B选自酸性染料中的酸性棕类。在一个具体实施例中，染料B选自酸性染料中的酸性黑类。在一个具体实施例中，染料B选自活性染料中的活性黄类。在一个具体实施例中，染料B选自活性染料中的活性橙类。在一个具体实施例中，染料B选自活性染料中的活性红类。在一个具体实施例中，染料B选自活性染料中的活性灰类。在一个具体实施例中，染料B选自活性染料中的活性紫类。在一个具体实施例中，染料B选自活性染料中的活性蓝类。在一个具体实施例中，染料B选自活性染料中的活性黑类。在一个具体实施例中，染料B选自活性染料中的活性青类。在一个具体实施例中，染料B选自分散染料中的分散蓝类。在一个具体实施例中，染料B选自分散染料中的分散橙类。在一个具体实施例中，染料B选自分散染料中的分散红类。在一个具体实施例中，染料B选自分散染料中的分散紫类。在一个具体实施例中，染料B选自分散染料中的分散黄类。在一个具体实施例中，金属离子选自Hg2+。在一个具体实施例中，金属离子选自Cd2+。在一个具体实施例中，金属离子选自Pb2+。在一个具体实施例中，金属离子选自As离子。本专利技术另一方面提供一种分离和/或回收金属离子的方法，该方法包括：使用本专利技术的分离材料与含所述金属离子的溶液接触，和分离所述分离材料和溶液，从而分离出所属金属离子。在一个具体实施例中，所述接触过程包括在10-60℃的温度下搅拌。在一个具体实施例中，溶液中金属离子浓度为10-7-10-3mol/L，通常为10-6-10-4mol/L的情况下，分离材料的添加量为5-25mg，通常为10-15mg。在一个具体实施例中，搅拌为机械搅拌，搅拌时间为0.5-120小时，通常为10-90小时。在一个具体实施例中，控制温度为20-40℃。在一个具体实施例中，搅拌结束后，将所得混合溶液离心5-30分钟，通常为10-20分钟。在一个具体实施例中，离心后静置5-30分钟，通常为10-20分钟。在一个具体实施例中，所述方法还包括测定分离后的溶液中金属离子含量的步骤。在一个具体实施例中，采用荧光滴定方法测定分离获得的溶液中金属离子含量。在一个具体实施例中，配制荧光探针溶液，其浓度为10-7-10-3mol/L，通常为10-6-10-4mol/L，将配置好的探针溶液加入离心所得的上清液中，静置10-100分钟，通常为20-90分钟，和用荧光分光光度计测定溶液荧光值。在一个具体实施例中，根据探针对金属离子所作的荧光强度标准曲线计算所述溶液中剩余金属离子的量，计算吸附率。本专利技术也包括一种检测样品中的金属离子的方法，所述方法包括使用本专利技术所述的分离材料处理样品，从而分离并检测金属离子。本专利技术还包括一种测定染色纤维吸附金属离子含量的方法，所述方法包括使用本专利技术所述的分离材料吸附金属离子，采用荧光滴定方法测定分离获得的溶液中金属离子含量，从而测定金属离子吸附率。在一个具体实施例中，本专利技术的方法按以下步骤实施：配制金属离子溶液的浓度为10-6-10-4mol/L，称取固载染料B的纤维材料A的量为10-15mg，将称取好的固载染料B的纤维材料A浸泡于3-5mL金属离子溶液中，控制温度为20-40℃，机械均匀搅拌10-90小时，从而完成金属离子吸附，将混合溶液置于离心机中离心10-20分钟，静置10-20分钟，取上层清液2-5mL，配制荧光探针溶液的浓度为10-7-10-3mol/L，通常为10-6-10-4mol/L。量取探针溶液15-150μL加入上层清液中，静置20-90分钟，用荧光分光光度计测溶液荧光值，根据探针对金属离子所作的荧光强度标准曲线计算所述溶液中剩余金属离子的量，计算吸附率。本专利技术还包括本专利技术染色纤维在分离、检测和/或回收金属离子的用途。本专利技术具有如下优点：(1)纤维分离材料能依据所固载的不同染料对不同的金属离子进行特异性的吸附；(2)纤维分离材料具有较好的物理化学稳定性，吸附和解吸附速度快，能很好的实现循环使用；其原料纤维素来源广泛丰富，可天然降解，对环境无害。(3)本专利技术解决了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离、检测和/或回收金属离子的方法，所述方法包括使染色纤维与含待分离、检测和/或回收的金属离子的样品接触的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种分离、检测和/或回收金属离子的方法，所述方法包括使染色纤维与含待分离、检测和/或回收的金属离子的样品接触的步骤。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述染色纤维含有纤维素载体和固载在该纤维素在该纤维素载体上的染料；和所述金属离子选自：汞、铅、铬、镉、铜、铁、锌、钯和锂离子，或其任意混合物。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述纤维素载体选自天然纤维和合成纤维；和所述染料选自天然染料和合成染料。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述纤维选自：化学纤维，动物纤维，植物纤维，矿物纤维，人造纤维和无机纤维，如棉、锦纶、涤纶、腈纶；和所述染料选自：直接染料，还原染料，活性染料，硫化染料，分散染料，酸性染料和阳离子染料。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述纤维素载体选自：天然纤维中的棉布、化学纤维中的涤纶和化学纤维中的锦纶；所述染料选自：酸性染料中的酸性蓝类、酸性红类、酸性黄类、酸性棕类、和酸性黑类；活性染料中的活性黄类、活性橙类、活性红类、活性灰类、活性紫类、活性蓝类、活性黑类和活性青类；和分散染料中的分散蓝类、分散橙类、分散红类、分散紫类和分散黄类；和所述金属离子选自Hg2+、Cd2+、Pb2+和As离子。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述纤维素载体为锦纶、染料为酸性染料；或所述纤维素载体为棉坯布，染料为活性染料；或所述染色纤维选自：含有活性橙UNK、活性橙F-2R、活性橙5R、活性橙20-#、活性橙3R、活性橙N、活性橙N-2R、活性橙GR、活性紫5R、活性灰2#、活性灰1#、活性藏青GG、活性蓝BB133％、活性蓝C-2GLN、活性翠蓝G133％、活性紫7R、活性紫5RN、活性藏青3GF、活性藏青CF、活性蓝BRF、活性蓝KN-P、活性藏青CTA、活性元青B150％、活性艳蓝RS/P、活性藏青RGB、活性红CGBN、活性红K-XF、活性红F-2B、活性大红F-2G、活性红DDF、活性黄UNK、活性黄RNL150％、活性红ED-2B、活性红3BSN150％、活性红DF-3B、活性嫩黄ED-3G、活性黄ED200％、活性红RBN133％、活性黄3RS133％、活性红BB150％、活性红GWF、活性黄RR、活性黄2#和/或活性红GRF的棉坯布；含有活性嫩黄P-6G和/或活性藏青P-N3G的印花棉坯布；含有分散蓝SE-2R和/或分散红S-R的涤纶；含有弱酸红N-...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱旭红，朱维平，邢林峰，肖彦胜，徐玉芳，欧其，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31