一種用於飲用水的吸附劑的製作方法

2023-05-07 16:45:16 1

技術領域

本發明涉及飲用水處理領域，特別涉及一種用於飲用水的吸附劑。

背景技術：

長期以來，飲用含砷水對人體健康的危害一直是被人們所關注的焦點。近年來的研究表明，長期飲用含較低濃度砷的水也會導致很多疾病的發生。國家生活飲用水衛生標準（GB 5749-2006）中規定，生活飲用水中砷濃度的限值為0.01 mg/L，小型集中式供水和分散式供水水質指標中砷濃度的限值為0.05 mg/L。國內目前使用的除砷吸附劑主要以活性炭為主，但活性炭作為除砷吸附劑存在吸附容量低的缺陷。而現有市場常見的飲用水吸附劑，往往對一些砷離子的吸附能力不強。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供具有較好金屬離子吸附能力的吸附劑。

一種用於飲用水的吸附劑，由如下重量份數的組分組成：

活性炭93~97份；蒙脫土4~10份；殼聚糖2~5份；金屬離子吸附劑1~2.5份。

進一步的，所述金屬離子吸附劑的化學式為(C34H20O6)(C16H12N2)Zn，其中所述的C34H20O6為3,3'-(2,2'-二羥基-[1,1'-聯萘]-3,3'-二基)二苯甲酸根，C16H12N2為1,4-二(對吡啶基)苯，所述金屬離子吸附劑為三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數為a =19.439(3) Å，b=15.783(5) Å，c =17.034(3) Å，α =75.352(2) º，β =69.164(2) º，γ =83.763(4) º，V=5226.12(8) Å3。

本發明具有如下有益效果：

本發明的吸附劑的製作原料來源廣泛，能有效去除飲用水中的重金屬離子，去除後的飲用水無毒性、無汙染，滿足國家飲用水標準（GB 5749-2006）的要求。而且本發明的吸附劑通過添加新型的金屬離子吸附劑，使得其對砷離子有更好的吸附能力。

附圖說明

圖1為本發明的金屬離子吸附劑以Zn為中心的配位環境圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細的說明，實施例僅是本發明的優選實施方式，不是對本發明的限定。

本發明採用的金屬離子吸附劑按照如下方法合成：

將0.1mmol3,3'-(2,2'-二羥基-[1,1'-聯萘]-3,3'-二基)二苯甲酸（英文為：3,3'-(2,2'-dihydroxy-[1,1'-binaphthalene]-3,3'-diyl)dibenzoic acid）、0.1mmol1,4-二(對吡啶基)苯（英文為：1,4-bis(pyrid-4-yl)benzene，CAS號為113682-56-7）和0.1mmol醋酸鋅溶於5mL甲醇和10mL二甲基乙醯胺的混合溶劑當中，用氨水將其pH調節為8，在室溫下攪拌形成混合液A，然後將所述混合液A轉移到微波反應瓶中密封，將反應瓶放入微波儀中，設定輻射功率 600 W，反應時間為30分鐘，反應溫度為95℃，反應結束後得到混合液B；隨後將混合液B轉移到聚四氟乙烯高壓反應釜中，將其放在180℃烘箱中反應36小時後降至室溫過濾得到所述金屬離子吸附劑。本發明採用微波合成產生小晶核，然後然後再高溫溶劑熱得到本發明所用的金屬離子吸附劑。

其中，3,3'-(2,2'-二羥基-[1,1'-聯萘]-3,3'-二基)二苯甲酸化學結構如下所示：

然後將所得的金屬離子吸附劑進行單晶表徵。

該金屬離子吸附劑的X射線衍射數據是在Bruker Smart Apex CCD面探衍射儀上，用MoKα輻射(λ = 0.71073 Å)，以ω掃描方式收集並進行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解結構，然後用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標，並用理論加氫法得到氫原子位置(C−H 1.083 Å)，用最小二乘法對結構進行修正。計算工作在PC機上用SHELXTL程序包完成。

經測試解析可知，該金屬離子吸附劑的化學式為(C34H20O6)(C16H12N2)Zn，其中所述的C34H20O6為3,3'-(2,2'-二羥基-[1,1'-聯萘]-3,3'-二基)二苯甲酸根，C16H12N2為1,4-二(對吡啶基)苯，所述金屬離子吸附劑為三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數為a =19.439(3) Å，b =15.783(5) Å，c =17.034(3) Å，α =75.352(2) º，β =69.164(2) º，γ =83.763(4) º，V=5226.12(8) Å3，Z=8。

該金屬離子吸附劑配位示意圖如圖1所示，Zn原子採取6配位的模式，其中每個Zn原子分別與2個3,3'-(2,2'-二羥基-[1,1'-聯萘]-3,3'-二基)二苯甲酸分子上的4個O原子配位、2個1,4-二(對吡啶基)苯上的2個N原子配位。從圖中可知，側面的羥基可以有效對金屬離子進行吸附。

另外，如無特別說明，以下實施例均採用上述合成方法所得的金屬離子吸附劑。

本發明的吸附劑採用本技術領域常規的常規混合方式即可，因此在本發明中不再詳細描述。

實施例1

一種用於飲用水的吸附劑，由如下重量份數的組分組成：

活性炭95份；蒙脫土7份；殼聚糖4份；金屬離子吸附劑2份。

實施例2

一種用於飲用水的吸附劑，由如下重量份數的組分組成：

活性炭96份；蒙脫土9份；殼聚糖2.5份；金屬離子吸附劑1.2份。

對比例

一種用於飲用水的吸附劑，由如下重量份數的組分組成：

活性炭95份；蒙脫土7份；殼聚糖4份。

然後將本發明實施例和對比例的吸附劑將某村飲用水進行處理，然後將處理後的飲用水用GB 5750系列的測試標準進行相關測試。測試結果如下表所示。

表1處理後飲用水的重金屬含量表

經過本發明的吸附劑使得處理後的飲用水無毒性、無汙染，滿足國家飲用水標準（GB 5749-2006）的要求。而且本發明的吸附劑通過添加新型的金屬離子吸附劑，使得其對砷離子有更好的吸附能力。

以上所述實施例僅表達了本發明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制，但凡採用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案，均應落在本發明的保護範圍之內。