[發(fā)明專利]改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合吸附劑及應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110341510.1
• 申請(qǐng)日: 2011-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN102430399A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王其召;安寧;李佳佳;惠娟;武戰(zhàn)翠;張哲;雷自強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;C02F1/28
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一系列以十二烷基苯磺酸鈉等含有磺酸基的表面活性改性的聚苯胺（PANSDBS）與坡縷石結(jié)合的復(fù)合型吸附劑，本發(fā)明同時(shí)還涉及該復(fù)合型吸附劑在吸附污水中陽離子染料、重金屬離子、苯酚材料的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著人口的增長和工業(yè)的發(fā)展，水資源匱乏、特別是水質(zhì)型缺水現(xiàn)象日益嚴(yán)重，污水處理技術(shù)在生產(chǎn)和生活中的作用也越來越大。

紡織印染行業(yè)是廢水排放大戶，占整個(gè)工業(yè)廢水排放量的1/3。所以印染廢水污染引發(fā)的環(huán)境問題日益突出，多數(shù)染料如羅丹明B和亞甲基藍(lán)等陽離子染料，具有一定的毒性和生物積聚性，在自然條件下很難降解。印染廢水直接排放到水體,不僅影響水體美觀,降低水體透光率,而且破壞水體生態(tài)系統(tǒng)。染料及其中間代謝產(chǎn)物含有多種有毒物質(zhì)可對(duì)水體生物造成多種危害.。印染廢水的處理主要從脫色問題著手。目前，常用的脫色處理方法有中和法、氧化法、吸附法、反滲透法及混凝法等。

在水體污染方面，重金屬污染同樣是另一個(gè)難以根治的問題。對(duì)重金屬廢水的處理方法主要包括：吸附法、離子沉淀法、交換樹脂法等等。工業(yè)上多采用化學(xué)沉淀法處理重金屬廢水，但化學(xué)沉淀法存在：易引起水質(zhì)硬化，對(duì)低濃度的重金屬離子處理不徹底，容易導(dǎo)致二次污染等缺點(diǎn)。離子交換樹脂法可以將重金屬離子轉(zhuǎn)移到樹脂上，但樹脂和重金屬離子難以分離，不論是在樹脂的再利用方面還是在貴重金屬的回收方面都有所不足。

近年來，吸附法作為染料廢水和重金屬污水的高效處理方法越來越被人們關(guān)注。其中多采用商品活性炭為吸附劑，目前人們?cè)噲D研發(fā)更廉價(jià)、更有效的吸附材料以取代活性炭來進(jìn)一步提高吸附效率并降低成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合型吸附劑。

本發(fā)明的改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合吸附劑，是由以下工藝制備而成：

（1）將含有磺酸基的表面活性劑溶于水中，攪拌配制成濃度0.07~0.1mol/L的混合溶液。

所述含有磺酸基的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、仲烷基苯磺酸鈉等苯基磺酸鹽，脂肪酸甲酯磺酸鈉、全氟辛烷磺酸鈉等鏈烴磺酸鹽。

（2）加入含有磺酸基的表面活性劑質(zhì)量0.2~0.5倍的苯胺單體，攪拌2~5小時(shí)；

（3）加入苯胺單體質(zhì)量0.5~0.8倍、用酸處理過的坡縷石，攪拌4~6小時(shí)，使苯胺單體可以進(jìn)入坡縷石的孔徑之中；

（4）加入苯胺單體等摩爾量的引發(fā)劑過硫酸銨，繼續(xù)攪拌20~24小時(shí)；抽濾，洗滌固體沉淀；

（5）于60~80℃真空干燥，研磨，得到坡縷石摻雜的聚苯胺吸附劑。

下面通過紅外光譜和熱重曲線對(duì)本發(fā)明的改性聚苯胺吸附劑的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行說明。

1、紅外光譜

圖1為本發(fā)明改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合型吸附劑與改性聚苯胺吸附劑（PANSDBS）的紅外光譜對(duì)比圖。從圖1?可以看出除了有聚苯胺的特征峰以外在1658cm^-1處還有了坡縷石的特征峰，說明PANSDBS已與坡縷石成功復(fù)合。

2、掃面電鏡

圖2為PANSDBS（a）與本發(fā)明改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合材料（b）的掃描電鏡對(duì)比圖。由圖a可見，?PANSDBS是由許多小顆粒團(tuán)聚在一起的塊狀，而圖b中坡縷石摻雜在塊狀PANSDBS間。

3、XRD

圖3是PANSDBS、改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合材料的XRD對(duì)比圖。從圖中可以看出，改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合材料在5~70度的范圍內(nèi)出現(xiàn)了坡縷石的對(duì)應(yīng)特征峰，進(jìn)一步證明了PANSDBS已與坡縷石成功復(fù)合。

4、熱重分析

圖4為本發(fā)明制備的改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合材料吸附劑的熱重曲線。從圖4中可以看出，吸附劑的在0~100℃的熱穩(wěn)定性是很好的，當(dāng)溫度升到100℃，改性聚苯胺-坡縷石復(fù)合材料吸附劑的分解量僅為3.4022%。