[0026] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0027] 本发明中的凝灰岩粉末来自河南信阳思牧达科技有限公司。凝灰岩组分为：SiO277.45％、Al2O39.73％、CaO 0.78％、TiO21.45％、MgO 0.51％、Fe2O31.23％、MnO0.35％、V2O50.46％、K2O7.83％、Na2O0.21％。
[0028] 实施例1凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比对所制备的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能影响
[0029] 硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物的制备：称取氢氧化钠溶于水中配制5M的氢氧化钠溶液。称取凝灰岩，研磨，过200目筛子，得凝灰岩粉末。按照凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比1.05∶1、1.1∶1、1.15∶1、1.2∶1、1.35∶1、1.5∶1、1.55∶1、1.6∶1、1.65∶1将凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液混合，搅拌均匀，得九组地质聚合物浆体。按照亚铁离子和铁离子摩尔比2∶1分别称取硫酸亚铁和硫酸铁，混合，得混合铁剂。用水稀释98％的硫代乳酸，配制5％的硫代乳酸稀溶液。向硫代乳酸稀溶液中通入氮气5分钟，氮气流量为5L/min，然后将混合铁剂加入硫代乳酸稀溶液中，密封条件下搅拌直至硫酸亚铁和硫酸铁完全溶解，配制硫代乳酸铁离子混合溶液，硫代乳酸铁离子混合溶液中亚铁离子浓度为0.3M，铁离子浓度为0.15M。按照硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比0.05∶1称取硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体，将九组硫代乳酸铁离子混合溶液与九组地质聚合物浆体混合，密闭条件下搅拌均匀，超声波作用30分钟，超声波输出功率为200W，超声波超声频率为20KHz，得硫代乳酸分子掺绿锈加载凝灰浆。将硫代乳酸根掺绿锈加载凝灰浆在85％湿度及90℃条件下进行陈化2天，粉碎，研磨，过200目筛，得九组硫代乳酸根掺绿锈加载的地质聚合物吸附剂。
[0030] 含重金属污染物水体处理：按照制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂与含重金属污染物水体的固液比为5∶1(g/L)，将九组硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂分别投入到初始pH为2且含有10mg/L砷、10mg/L镉、50mg/L六价铬、10mg/L铅、1mg/L汞、100mg/L锌、100mg/L铜的重金属污染物水体中，120rpm转速下搅拌30min。
[0031] 重金属离子浓度检测及去除率计算：其中水体中锌、铜、铅、镉四种污染物浓度按照《水质32种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 776‑2015)测定；水体中砷和汞两种污染物浓度按照《水质汞、砷、硒、铋和锑的测定原子荧光法》(HJ 694‑2014)测定；水体中铬(六价)污染物浓度按照《水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(GBT 7467‑1987)进行测定。重金属M(M：砷、镉、铬(六价)、铅、汞、锌、铜)去除率按照如下公式计算，其中RM为重金属污染物去除率，cMo为水体中重金属M初始浓度(mg/L)，cMt为吸附剂处置后水体中重金属M浓度(mg/L)。试验结果见表1。
[0032]
[0033] 表1凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比对所制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能影响
[0034]
[0035] 由表1可看出，当凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比小于1.2∶1(如表1中，凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比＝1.15∶1、1.1∶1、1.05∶1时以及表1中未列举的更低值)，凝灰岩较少，将凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液混合时从凝灰岩中溶解到碱液中的硅、铝减少，碱激发作用下生成的硅铝基地质聚合物减少，从而使得重金属去除效率降低，导致重金属去除率均低于79％且随着凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比减少而显著降低；当凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比等于1.2～1.5∶1(如表1中，凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比＝1.2∶1、1.35∶1、1.5∶1时)，将凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液混合，凝灰岩中的硅、铝发生溶解到碱液中，在碱激发作用下发生聚合、聚凝、胶化过程，生成硅铝基地质聚合物。在吸附过程中，硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂可实现85％以上的重金属去除率；当凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比大于1.5∶1(如表1中，凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比＝1.55∶1、1.6∶
1、1.65∶1时以及表1中未列举的更高值)，氢氧化钠投加量较少，溶解到碱液中的硅、铝减少，碱激发作用不充分，硅铝基地质聚合物生成量减少，使得吸附过程中重金属去除率随着凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比增加不升反降。因此，综合而言，结合效益与成本，当凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比等于1.2～1.5∶1时最有利于提高所制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能。
[0036] 实施例2亚铁离子和铁离子摩尔比对所制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能影响
[0037] 硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂的制备：称取氢氧化钠溶于水中配制10M的氢氧化钠溶液。称取凝灰岩，研磨，过300目筛子，得凝灰岩粉末。按照凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比1.5∶1将凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液混合，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。按照亚铁离子和铁离子摩尔比1∶1、1.5∶1、1.8∶1、2∶1、2.5∶1、3∶1、3.2∶1、3.5∶1、4∶1分别称取硫酸亚铁和硫酸铁，混合，得九组混合铁剂。用水稀释98％的硫代乳酸，配制九组10％的硫代乳酸稀溶液。分别向九组10％的硫代乳酸稀溶液中通入氮气7.5分钟，氮气流量为7.5L/min，然后将九组混合铁剂加入九组通气后的硫代乳酸稀溶液中，密封条件下搅拌直至硫酸亚铁和硫酸铁完全溶解，配制九组硫代乳酸铁离子混合溶液，硫代乳酸铁离子混合溶液中亚铁离子浓度为0.75M，铁离子浓度分别为0.75M、0.50M、0.417M、0.375M、0.3M、0.25M、0.234M、0.214M、0.188M。按照硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比0.1∶1称取硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体，分别将九组硫代乳酸铁离子混合溶液与九组地质聚合物浆体混合，密闭条件下搅拌均匀，超声波作用45分钟，超声波输出功率为
400W，超声波超声频率为30KHz，得九组硫代乳酸根掺绿锈加载凝灰浆。将硫代乳酸分子掺绿锈加载凝灰浆在90％湿度及100℃条件下进行陈化2.5天，粉碎，研磨，过300目筛，得九组硫代乳酸根掺绿锈加载的地质聚合物吸附剂。
[0038] 含重金属污染物水体处理：按照制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂与含重金属污染物水体的固液比为5∶1(g/L)，分别将九组硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂投入到初始pH为7且含有10mg/L砷、10mg/L镉、50mg/L六价铬、10mg/L铅、1mg/L汞、100mg/L锌、100mg/L铜的重金属污染物水体中，120rpm转速下搅拌30min。
[0039] 重金属离子浓度检测及去除率计算同实施例1。
[0040] 表2亚铁离子和铁离子摩尔比对所制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能影响
[0041]
[0042] 由表2可看出，当亚铁离子和铁离子摩尔比小于2∶1(如表2中，亚铁离子和铁离子摩尔比＝1.8∶1、1.5∶1、1∶1时以及表2中未列举的更低值)，加载在硫代乳酸分子的巯基位点处的亚铁离子较少，地质聚合物表面释放出的氢氧根与铁离子和亚铁离子反应生成的绿锈物质减少，从而使得地质聚合物表面加载的硫代乳酸分子减少，导致吸附试验中重金属去除率均低于82％且随着亚铁离子和铁离子摩尔比减少而显著降低；当亚铁离子和铁离子摩尔比等于2～3∶1(如表2中，亚铁离子和铁离子摩尔比＝2∶1、2.5∶1、3∶1时)，三价铁和二价铁离子可通过络合作用吸附在硫代乳酸分子的巯基位点处。地质聚合物表面释放出的氢氧根与铁离子和亚铁离子反应生成绿锈，从而将硫代乳酸分子掺绿锈加载在地质聚合物表面。在吸附试验过程中硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂可去除88％以上的重金属；当亚铁离子和铁离子摩尔比大于2∶1(如表2中，亚铁离子和铁离子摩尔比＝3.21、3.5∶1、4∶1时以及表2中未列举的更高值)，加载在硫代乳酸分子的巯基位点处的铁离子较少，地质聚合物表面释放出的氢氧根与铁离子和亚铁离子反应生成的绿锈物质减少，从而使得地质聚合物表面加载的硫代乳酸分子减少，导致吸附试验中重金属去除率均不升反降且随着亚铁离子和铁离子摩尔比增加而显著降低。因此，综合而言，结合效益与成本，当亚铁离子和铁离子摩尔比等于2～3∶1时最有利于提高所制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能。
[0043] 实施例3硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比对所制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能影响
[0044] 硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂的制备：称取氢氧化钠溶于水中配制15M的氢氧化钠溶液。称取凝灰岩，研磨，过400目筛子，得凝灰岩粉末。按照凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比1.5∶1将凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液混合，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。按照亚铁离子和铁离子摩尔比3∶1分别称取硫酸亚铁和硫酸铁，混合，得混合铁剂。用水稀释98％的硫代乳酸，配制15％的硫代乳酸稀溶液。向硫代乳酸稀溶液中通入氮气10分钟，氮气流量为10L/min，然后将混合铁剂加入硫代乳酸稀溶液中，密封条件下搅拌直至硫酸亚铁和硫酸铁完全溶解，配制硫代乳酸铁离子混合溶液，硫代乳酸铁离子混合溶液中亚铁离子浓度为1.2M。按照硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比0.02∶1、0.03∶1、0.04∶
1、0.05∶1、0.1∶1、0.15∶1、0.16∶1、0.18∶1、0.2∶1分别称取硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体，将硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体混合，密闭条件下搅拌均匀，超声波作用60分钟，超声波输出功率为600W，超声波超声频率为40KHz，得九组硫代乳酸分子掺绿锈加载凝灰浆。将硫代乳酸分子掺绿锈加载凝灰浆在95％湿度及110℃条件下进行陈化3天，粉碎，研磨，过400目筛，得九组硫代乳酸根掺绿锈加载的地质聚合物吸附剂。
[0045] 含重金属污染物水体处理：按照制备的地质聚合物吸附剂与含重金属污染物水体的固液比为5∶1(g/L)，分别将九组地质聚合物吸附剂投入到初始pH为12且含有10mg/L砷、10mg/L镉、50mg/L六价铬、10mg/L铅、1mg/L汞、100mg/L锌、100mg/L铜的重金属污染物水体中，120rpm转速下搅拌30min。
[0046] 重金属离子浓度检测及去除率计算同实施例1。
[0047] 表3硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比对所制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能影响
[0048]
[0049]
[0050] 由表3可看出，当硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比小于0.05∶1(如表3中，硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比＝0.04∶1、0.03∶1、0.02∶1时以及表3中未列举的更低值)，加载在地质聚合物表面的硫代乳酸分子掺绿锈较少，导致吸附试验中重金属去除率均低于87％且随着硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比减少而显著降低；当硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比等于0.05～0.15∶1(如表3中，硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比＝0.05∶1、0.1∶1、
0.15∶1时)，吸附铁离子和亚铁离子的硫代乳酸分子与地质聚合物充分接触，同时地质聚合物表面释放出的氢氧根与铁离子和亚铁离子反应生成绿锈，从而将硫代乳酸分子掺绿锈加载在地质聚合物表面。在吸附试验过程中，硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂可去除
92％以上的重金属；当硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比大于0.15∶1(如表3中，硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比＝0.16∶1、0.18∶1、0.2∶1时以及表3中未列举的更高值)，吸附试验中重金属去除率随着硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比增加变化不显著。因此，综合而言，结合效益与成本，当硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比等于0.05～0.15∶1时最有利于提高所制备的硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂重金属吸附性能。
[0051] 对比例硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物与地质聚合物吸附剂重金属吸附性能对比[0052] 硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂的制备：称取氢氧化钠溶于水中配制15M的氢氧化钠溶液。称取凝灰岩，研磨，过400目筛子，得凝灰岩粉末。按照凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比1.5∶1将凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液混合，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。按照亚铁离子和铁离子摩尔比3∶1分别称取硫酸亚铁和硫酸铁，混合得混合铁剂。用水稀释98％的硫代乳酸，配制15％的硫代乳酸稀溶液。向硫代乳酸稀溶液中通入氮气10分钟，氮气流量为10L/min，然后将混合铁剂加入硫代乳酸稀溶液中，密封条件下搅拌直至硫酸亚铁和硫酸铁完全溶解，配制硫代乳酸铁离子混合溶液，硫代乳酸铁离子混合溶液中亚铁离子浓度为1.2M。按照硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体质量比0.15∶1分别称取硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体，将硫代乳酸铁离子混合溶液与地质聚合物浆体混合，密闭条件下搅拌均匀，超声波作用60分钟，超声波输出功率为600W，超声波超声频率为
40KHz，得硫代乳酸分子掺绿锈加载凝灰浆。将硫代乳酸分子掺绿锈加载凝灰浆在95％湿度及110℃条件下进行陈化3天，粉碎，研磨，过400目筛，得硫代乳酸根掺绿锈加载的地质聚合物吸附剂。
[0053] 地质聚合物吸附剂的制备：称取氢氧化钠溶于水中配制15M的氢氧化钠溶液。称取凝灰岩，研磨，过400目筛子，得凝灰岩粉末。按照凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液质量比1.5∶1将凝灰岩粉末与氢氧化钠溶液混合，搅拌均匀，得地质聚合物浆体。将地质聚合物浆体在95％湿度及110℃条件下进行陈化3天，粉碎，研磨，过400目筛，得地质聚合物吸附剂。
[0054] 含重金属污染物水体处理：配制初始pH分别为2、7、12且含有10mg/L砷、10mg/L镉、50mg/L六价铬、10mg/L铅、1mg/L汞、100mg/L锌、100mg/L铜的重金属污染物水体各两份(共六份)。按照制备的吸附剂与含重金属污染物水体的固液比为5∶1(g/L)，分别将硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂和地质聚合物吸附剂投入到三组不同初始pH的重金属污染物水体中，120rpm转速下搅拌30min。
[0055] 重金属离子浓度检测及去除率计算同实施例1。
[0056] 表4硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂与地质聚合物吸附剂重金属吸附性能对比
[0057]
[0058] 由表4可看出，在具有不同的pH重金属污染水体中，硫代乳酸掺绿锈的地质聚合物吸附剂的某重金属去除率变化不显著且明显高于地质聚合物吸附剂的对应重金属去除率。同时，在不同的pH水体中，地质聚合物吸附剂重金属去除率变化显著。试验结果说明了相比于地质聚合物吸附剂适用pH范围更广且重金属吸附容量更大。
