[發明專利]一種水體污染物吸附材料

無效

• 申請號: 201110122981.3
• 申請日: 2011-05-13
• 公開（公告）號: CN102188951A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 宋雪英;胡曉鈞;李玉雙;侯永俠;楊繼松;陳紅亮
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 戚羽

技術領域

本發明涉及環境保護領域，特別是涉及一種同步去除水中重金屬和有機污染物的水體污染物吸附材料。

背景技術

目前我國大部分飲用水源水處于微污染狀態，成為微污染水源水。微污染水源水通常具有以下特征：1、污染物主要為有機物和重金屬兩大類，其性質較復雜，但濃度較低，尤其是那些難于降解、易于生物積累和具有致癌、致畸和致突變?“三致”效應的優先控制有毒有機污染物，對人體健康毒害很大，自來水廠常規凈水工藝又很難將其去除；2、水中有機物多帶負電，會增大混凝劑和消毒劑投藥量，腐蝕管壁，降低管網使用壽命，同時消毒形成的副產物對人體健康有很大的危害；3、重金屬的濃度低含量范圍為0-10毫克/升，通常低于1毫克/升，而堿金屬和堿土金屬例如Ca²⁺、Na⁺等含量比較高通常為30-300毫克/升。

現有的處理微污染水源水的凈水技術主要有：1、強化常規處理技術，包括有強化混凝、強化沉淀、強化過濾等；2、預處理技術，主要包括化學預氧化和生物預處理等；3、深度處理技術，主要有物理吸附、膜技術等。與其它水處理技術相比，物理吸附法具有操作簡便、處理效果穩定等特點，因此長期以來一直倍受關注。

物理吸附法的關鍵在于吸附劑的選擇。目前常用的吸附劑主要有活性炭、吸附樹脂等。但這些吸附劑都存在諸多不足，如活性炭對大分子和過小有機分子吸附性能不佳，特別是對于甲醇、乙醇、甲醛和丙酮等極性短鏈含氧有機物的吸附能力有限，而這些物質均是致癌物三鹵甲烷的前驅物；吸附樹脂雖然對有機廢水的處理效果較好，但對水體中的重金屬吸附效果不夠理想且吸附樹脂的市場價格較高。因此，研發對重金屬和有機污染物都有較好吸附效果且成本低廉的新型吸附劑對污染水體的治理具有良好的經濟效益和社會效益。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種水體污染物吸附材料，該水體污染物吸附材料能同步吸附去除水中重金屬和有機污染物，并且能在高濃度堿金屬和堿土金屬的干擾條件下，實現對低濃度重金屬和有機污染物的吸附去除。

本發明通過如下技術方案實現：

一種水體污染物吸附材料，包括磺化硫雜杯芳烴和弗羅里硅土，其質量百分比含量為：磺化硫雜杯芳烴10～15?%，弗羅里硅土85～90%。

一種水體污染物吸附材料，按如下方法制備獲得：

1．稱取質量百分比為85～90%的弗羅里硅土，先在650℃下烘烤5小時，用前在140℃下烘烤3小時待用。

2．稱取質量百分比為10～15%的磺化硫雜杯芳烴，將其溶解于250毫升去離子水，超聲助溶1小時，得到均一的磺化硫雜杯芳烴溶液。

3．將步驟1中烘干的弗羅里硅土投加到步驟2中磺化硫雜杯芳烴溶液，在25℃恒溫下攪拌24小時，然后過濾分離，用去離子水清洗至中性，80℃烘干，即得到水體污染物吸附材料。

本發明采用磺化硫雜杯芳烴為活性成分，它是一種形狀類似杯子的超分子受體化合物。磺化硫雜杯芳烴分子上沿為疏水苯環空腔，能借助π－π堆積作用包合芳烴類化合物，如氯苯、甲苯、硝基苯、吡啶和聯吡啶等，借助疏水相互作用包合烷烴類有機小分子化合物如甲醇、乙醇、甲醛、丙酮和甲酸等；同時，分子下沿的空腔能憑借酚羥氧與橋聯硫原子的協同配位作用，選擇性地絡合Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺等軟酸類重金屬離子,?而對于Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等硬酸類堿金屬和堿土金屬離子沒有結合作用。因此，以磺化硫雜杯芳烴為活性成分以弗羅里硅土為吸附載體制成的吸附材料，可對水體重金屬和有機污染物進行同步吸附去除，而重金屬和有機污染物之間不存在吸附點位競爭。此外，由于磺化硫雜杯芳烴對堿金屬和堿土金屬離子沒有結合作用，本發明還能實現在高背景堿金屬和堿土金屬條件下對重金屬的吸附去除，對污染水體的治理具有良好的經濟效益和社會效益。

具體實施方式

實施例1

一種水體污染物吸附材料，包括磺化硫雜杯芳烴和弗羅里硅土，其含量為：磺化硫雜杯芳烴2.8克，弗羅里硅土25克。

其制備方法：

1．稱取25克弗羅里硅土，先在650℃下烘烤5小時，用前在140℃下烘烤3小時待用。

2．稱取2.8克磺化硫雜杯芳烴，將其溶解于250毫升去離子水，超聲助溶1小時，得到均一的磺化硫雜杯芳烴溶液。