改性多壁碳纳米管及其制备方法和去除水中镍离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种改性多壁碳纳米管的制备方法和去除水中镍离子的方法，改性多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：配制高锰酸钾溶液；将多壁碳纳米管和高锰酸钾溶液置于容器中；将容器在第一预设温度下超声振荡第一预设时间以使多壁碳纳米管和高锰酸钾溶液发生反应；抽滤反应后的多壁碳纳米管；洗净反应后的多壁碳纳米管；将洗净后的反应后的多壁碳纳米管置于干燥箱中，在第二预设温度下干燥第二预设时间获得改性多壁碳纳米管。本发明专利技术的改性多壁碳纳米管的制备方法操作简单，提高了改性多壁碳纳米管吸附重金属离子的能力，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
改性多壁碳纳米管及其制备方法和去除水中镍离子的方法
本专利技术涉及水处理
，具体地，涉及一种改性多壁碳纳米管的制备方法、由该制备方法制备的改性多壁碳纳米管和去除水中镍离子的方法。
技术介绍
镍属于我国规定的第一类污染物，电镀、镍矿开采与冶炼等过程所产生的含镍废弃物均会导致地下水的镍污染。镍容易在人体肾、脾、肝等中积蓄，诱发鼻咽癌和肺癌。因此需要对水进行深度处理以去除镍离子。
技术实现思路
本申请是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：相关技术中去除水中镍离子的方法包括化学沉淀法、电解法、离子交换法、催化还原法、膜分离法和电渗析法等。但是，现有上述存在成本高、处理效率低以及易造成二次污染等问题，而且现有的方法大都是适用于处理含高浓度镍离子的水，对含低浓度镍离子的水的处理效果不佳。具体地，相关技术中公开了采用改性碳纳米管的方式吸附镍离子以去除水中镍离子的方式，其中改性碳纳米管的方法主要是氧化改性法，氧化改性碳纳米管的氧化剂主要有硝酸和过氧化氢，即硝酸氧化改性法和过氧化氢氧化改性法。为增强碳纳米管和氧化剂的氧化反应，一种方式是对碳纳米管和氧化剂的混合液进行长时间的高温加热，加热温度通常为80℃～140℃；另一种方式是对碳纳米管和氧化剂的混合液先进行超声波振荡20min左右，再对混合液进行长时间搅拌反应，反应时间长达24h。然而，相关技术中的氧化改性法反应时间长，成本高，而且获得的改性碳纳米管对水中镍离子的吸附效果不佳。此外上述一种方式需要高温加热，能耗高；上述另一种方式流程复杂，操作繁琐。本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个方面提出一种改性多壁碳纳米管的制备方法,该制备方法操作简单，提高了改性多壁碳纳米管吸附重金属离子的能力，降低了成本。本专利技术另一方面还提出了一种改性多壁碳纳米管。本专利技术的再一方面还提出了一种去除水中镍离子的方法，该方法提高了去除镍离子的效率，降低了能耗，且无二次污染。根据本专利技术第一方面的实施例的一种改性多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：配制高锰酸钾溶液；将多壁碳纳米管和所述高锰酸钾溶液置于容器中；将所述容器在第一预设温度下超声振荡第一预设时间以使所述多壁碳纳米管和所述高锰酸钾溶液发生反应；抽滤反应后的多壁碳纳米管；洗净所述反应后的多壁碳纳米管；将洗净后的所述反应后的多壁碳纳米管置于干燥箱中，在第二预设温度下干燥第二预设时间获得改性多壁碳纳米管。根据本专利技术实施例的改性多壁碳纳米管的制备方法，多壁碳纳米管无需预处理，即可直接与配置好的高锰酸钾溶液混合，而且混合后的溶液只需在预设条件下进行超声振荡即可发生相对优越的氧化反应，并且经抽滤洗净烘干后获得的多壁碳纳米管能够较好地吸附重金属离子。由此该改性多壁碳纳米管的制备方法不仅操作简单，成本低，而且提高了改性多壁碳纳米管吸附重金属离子的能力。在一些实施例中，所述第一预设时间为0.5h～2.5h。在一些实施例中，所述第一预设温度为15℃～35℃。在一些实施例中，所述多壁碳纳米管和所述高锰酸钾的质量比为1:0.5～1:1.4。在一些实施例中，在所述第二预设时间内所述第二预设温度恒定。在一些实施例中，所述第二预设时间为10h～12h。在一些实施例中，所述第二预设温度为60℃～105℃。在一些实施例中，在所述容器超声振荡之前，将盛有所述多壁碳纳米管和所述高锰酸钾溶液的容器采用封口膜封口；抽滤时采用微滤膜对所述反应后的多壁碳纳米管抽滤；获得所述改性多壁碳纳米管后，研磨所述改性多壁碳纳米管，备用。根据本专利技术第二方面的实施例的改性多壁碳纳米管由上述任一实施例所述的制备方法制备。根据本专利技术第三方面的实施例的一种去除水中镍离子的方法包括：称取预设质量的改性多壁碳纳米管并置于水中以吸附水中的镍离子，所述改性多壁碳纳米管根据上述任一实施例所述制备方法制备。附图说明图1是根据本专利技术的实施例采用不同第一预设时间获得的改性多壁碳纳米管吸附水中镍离子的等温曲线示意图。图2是根据本专利技术的实施例采用不同多壁碳纳米管和高锰酸钾质量比制备的改性多壁碳纳米管吸附水中镍离子的等温曲线示意图。图3是根据本专利技术的实施例采用不同第一预设温度获得的改性多壁碳纳米管吸附水中镍离子的等温曲线示意图。图4是本专利技术相比于相关技术中硝酸氧化改性法和过氧化氢氧化改性法制备的改性多壁碳纳米管吸附水中镍离子的等温曲线示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。下面描述根据本专利技术实施例的改性多壁碳纳米管的制备方法、由该制备方法制备的改性多壁碳纳米管和去除水中镍离子的方法。根据本专利技术实施例的改性多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：配制高锰酸钾溶液，具体地，取一定质量的高锰酸钾并置于一定体积的去离子水中以形成一定浓度的高锰酸钾溶液；将多壁碳纳米管和高锰酸钾溶液置于容器中，换言之，将多壁碳纳米管和高锰酸钾溶液混合，其中容器例如锥形瓶；将容器在第一预设温度下超声振荡第一预设时间以使多壁碳纳米管和高锰酸钾溶液发生反应，换言之，多壁碳纳米管和高锰酸钾溶液混合后进行超声反应，且反应的时间为第一预设时间，反应的温度为第一预设温度；抽滤反应后的多壁碳纳米管，具体地，采用微滤膜对超声反应后的多壁碳纳米管进行抽滤；洗净反应后的多壁碳纳米管，具体地，用去离子水反复冲洗超声反应后的多壁碳纳米管，以洗净超声反应后的多壁碳纳米管；将洗净后的反应后的多壁碳纳米管置于干燥箱中，在第二预设温度下干燥第二预设时间获得改性多壁碳纳米管，换言之，超声反应后的多壁碳纳米管在洗净后需要进行干燥，其中干燥温度为第二预设温度，干燥时间为第二预设时间。根据本专利技术实施例的改性多壁碳纳米管的制备方法，通过多壁碳纳米管无需预处理，即可直接与配置好的高锰酸钾溶液混合，而且混合后的溶液只需在预设条件下进行超声振荡即可发生相对优越的氧化反应。由此该通过高锰酸钾改性多壁碳纳米管的方法不仅操作简单，而且成本低。其中根据本专利技术的改性多壁碳纳米管由根据本专利技术实施例的制备方法制备，且根据本专利技术的改性多壁碳纳米管可以吸附水中的重金属离子。本专利技术制备的多壁碳纳米管能够较好地吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性多壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n配制高锰酸钾溶液；/n将多壁碳纳米管和所述高锰酸钾溶液置于容器中；/n将所述容器在第一预设温度下超声振荡第一预设时间以使所述多壁碳纳米管和所述高锰酸钾溶液发生反应；/n抽滤反应后的多壁碳纳米管；/n洗净所述反应后的多壁碳纳米管；/n将洗净后的所述反应后的多壁碳纳米管置于干燥箱中，在第二预设温度下干燥第二预设时间获得改性多壁碳纳米管。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性多壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
配制高锰酸钾溶液；
将多壁碳纳米管和所述高锰酸钾溶液置于容器中；
将所述容器在第一预设温度下超声振荡第一预设时间以使所述多壁碳纳米管和所述高锰酸钾溶液发生反应；
抽滤反应后的多壁碳纳米管；
洗净所述反应后的多壁碳纳米管；
将洗净后的所述反应后的多壁碳纳米管置于干燥箱中，在第二预设温度下干燥第二预设时间获得改性多壁碳纳米管。


2.根据权利要求1所述的改性多壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述第一预设时间为0.5h～2.5h。


3.根据权利要求1所述的改性多壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述第一预设温度为15℃～35℃。


4.根据权利要求1所述的改性多壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述多壁碳纳米管和所述高锰酸钾的质量比为1:0.5～1:1.41。


5.根据权利要求1所述的改性多壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，在所述第二预设时...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯嫔，杨晓瑜，霍燕龙，卢彦岑，武星魁，张瑜，夏瑜，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11