利用环己二胺四乙酸修饰的磁性氧化石墨烯去除废水中六价铬的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境功能材料和水处理新技术领域，主要设及一种环己二胺四己酸修 饰的磁性氧化石墨締在处理重金属废水中的应用。
【背景技术】
[0002] 近些年来，重金属污染越演越烈，由于重金属开采、冶炼、加工过程中排放到自然 大气、水、±壤中的重金属对自然环境和人类造成了极大的危害。铭是一种用途非常广泛的 重金属，在化妆品原料制造、皮革制剂、金属部件电锻铭，工业颜料W及皮革踩制、橡胶生产 和陶瓷原料生产等工业过程中被大量使用，其排放的工业废水中含有大量铭的化合物，主 要W六价铭化(VI)为主。一旦富含化(VI)的废水进入自然水体中，将对动植物甚至人类 健康产生极大的威胁。鉴于& (VI)的高毒性W及高水溶性，必须在废水排入水体和上壤之 前将其去除。目前处理化(VI)的最主要方法是吸附脱除法，此方法因为其成本低，操作简 单而成为最有效的去除废水中重金属离子的方法之一。常用的吸附剂有碳纤维材料、沸石、 粘±矿物和一些氧化物等。然而，传统的吸附剂存在着吸附容量不高，不便分离等缺点。因 此，制备一种能够解决该些问题的吸附剂具有重大的现实意义。
[0003] 氧化石墨締佑0)是石墨締的氧化物，含有大量的含氧官能团（包括哲基，环氧基， 駿基和幾基）且有很大的表面积和良好的水溶性等特点。氧化石墨締上的含氧官能团可W 作为吸附位点与金属离子产生馨合作用，但是因为其亲水性，在吸附后很难从废水中分离。 通过将磁性纳米粒子负载在氧化石墨締表面而合成的磁性氧化石墨締解决了该个问题。然 而磁化过程使氧化石墨締表面的一些吸附位点被磁性纳米粒子占据，导致磁性氧化石墨締 表面的吸附位点减少，吸附能力下降。环己二胺四己酸表面携带很多駿基，作为一种重金属 馨合剂，它可W和许多重金属形成络合物。将环己二胺四己酸通过一定的方法嫁接到磁性 氧化石墨締表面，增加了磁性氧化石墨締的吸附位点，提高了其对重金属离子的吸附能力。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：针对现存在的技术问题，开发一种吸附容量大、成本 低、制备简单且易分离的去除废水中六价铭的方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种利用环己二胺四己酸修饰的 磁性氧化石墨締去除废水中六价铭的方法，所述方法包括W下步骤；取一定量的含六价铭 废水，将一定量的环己二胺四己酸修饰的磁性氧化石墨締添加到废水中，在恒温振荡器中 振荡吸附，反应完成后用磁铁将吸附剂分离，完成对废水中铭的去除。
[0006] 上述技术方案中，所述环己二胺四己酸修饰的磁性氧化石墨締由W下步骤制得：
[0007] (1)将1. 0~5. Og石墨、1. 0~5. Og馬52〇8、1. 0~5. Og ?2〇5和1~20mL H2SO4 混合后在水浴加热至60~100°C，反应1~她后加入0. 2~1.化超纯水，冷却后放置5~ 2化，用超纯水清洗去除残留的酸，在40~80°C真空干燥，将干燥后的产物加入80~150mL 温度为0~10°c的&8〇4巧5~98% )中，再加入1. 0~5. Og NaN〇3,5~25g KMnO"并在0~20°C下振荡1~她，然后在20~50°C反应1~化，再加入0. 1~0.化水保证反应温 度控制在80~100 °C，继续振荡2~lOh，再加入0.4~1.化水和10~40血&化(20~ 40wt % )，室温下振荡1~化，再用肥1巧~20 % )和水反复清洗，再在30~60°C下超声 1~化，定容后得到浓度为1~lOg/L的氧化石墨締；
[000引（2)在室温下，将0. 005~0. 02mol的化CI3与0. 002~0.0 lmol的FeCl2融入 100~150血超纯水中，加入100~300血步骤（1)所述的氧化石墨締溶液中，迅速加入10~100血氨水（质量分数为30~90% )调节抑为9~11，并在70~100°C条件下持续 揽拌10~60min，使溶液冷却至室温，再用超纯水清洗至中性，定容后得到浓度为1~lOg/ L的磁性氧化石墨締；
[0009]做在室温下，将20~400mg的1-(3-二甲氨基丙基）-3-己基碳二亚胺盐酸盐 (邸C)和20~400mg的N-哲基班巧酷亚胺（N服）溶解到100~500血水中，加入100~ 500mg的环己二胺四己酸活化化；
[0010] (4)往步骤做所得的溶液加入1~20血己二胺，并将混合液迅速加入到500~ 2000mL的1~lOmg/mL的磁性氧化石墨締溶液中，加热至50~100°C反应1~lOh，将得到 的产物用己醇和超纯水清洗多次，定容得到浓度为1~lOg/L的环己二胺四己酸与磁性氧 化石墨締复合物。
[0011]上述技术方案中，所述废水中六价铭离子的浓度优选控制在5~150mg/L(最优选 为lOmg/L~lOOmg/L)。
[0012] 上述技术方案中，所述吸附反应的抑值优选为1~10 (最优选为2~6)。
[0013]上述技术方案中，所述吸附反应温度优选为10~50°C (最优选为15~45°C)。
[0014]上述技术方案中，所述吸附反应时间优选为1~4她。
[0015]上述技术方案中，所述恒温振荡器转速优选为100~200转/分钟。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0017] 1.本发明中环己二胺四己酸修饰的磁性氧化石墨締吸附剂吸附位点多、吸附容量 大，对废水中六价铭有明显的去除效果。
[0018] 2.本发明中环己二胺四己酸修饰的磁性氧化石墨締制备过程简单，操作容易，条 件容易实现，能够有效实现工业化生产。
[0019] 3.本发明中环己二胺四己酸修饰的磁性氧化石墨締，反应结束后易于分离回收， 为废水中重金属污染的治理提供了新的途径。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例1中环己二胺四己酸修饰的磁性氧化石墨締的扫描电镜图；
[0021] 图2是本发明实施例1中环己二胺四己酸修饰的磁性氧化石墨締W及磁性氧化石 墨締的红外光谱示意图。
【具体实施方式】
[0022] W下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[002引实施例1;
[0024] 一种本发明所述的利用环己二胺四己酸修饰的磁性氧化石墨締去除废水中六价 铭的方法，包括W下步骤：
[002引1.吸附剂的制备
[0026] (1)将3. Og石墨、2. 5g馬52〇8、2. 5g ?2〇5和1~20血H2SO4混合后在水浴加热至 60~100°C，反应化后加入0.化超纯水，冷却后放置12h，用超纯水清洗去除残留的酸， 在60°C真空干燥，将干燥后的产物加入120血温度为0°C的&5〇4(98% )中，再加入2