[發明專利]一種黃土衣康酸共聚物吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201510636151.0
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105251465A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 何玉鳳;王麗;王瑩;李虹;王榮民
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/26;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，涉及一種黃土衣康酸共聚物吸附劑的制備方法，尤其涉及一種黃土與衣康酸、甲基丙烯酸β-羥乙酯及N-乙烯基吡咯烷酮共聚物吸附劑的制備方法；本發明同時還涉及該復合物吸附劑在脫除水中的重金屬銅離子和孔雀石綠染料的應用。

背景技術

近年來隨著工農業的快速發展，導致了地下水的嚴重污染，已對人類的生存安全構成嚴重威脅。其主要污染有無機陰離子、金屬離子、人造有機化學污染等。重金屬污染的主要來源為冶金、化學生產、電鍍、電池業、造紙業、陶瓷、油漆類等行業。重金屬離子由于其不易降解和持久性，易隨食物鏈富集轉移，從而導致很多疾病的發生。銅是一種常見的金屬鹽污染物，能通過電鍍、印刷電路板制造、拉絲、銅拋光、涂料制造、木材防腐劑和印刷行業等進入水體。人體如攝入大劑量的銅可導致嚴重的粘膜刺激和腐蝕作用，及大量的毛細血管損傷、肝、腎損傷和對中樞神經系統的刺激。染料廢水主要來源于紡織、印染、紙漿等行業，因其毒性高、排放量大等成為最難處理的廢水。染料廢水的排放會影響食物鏈的循環及水體生物，容易引起皮膚過敏和應變性皮炎。孔雀石綠被廣泛用于制陶業、紡織業、皮革業、水產養殖中。但其對生殖系統、免疫系統具有高毒、高殘留和致癌、致畸、致突變等副作用。因此，對孔雀石綠廢水的處理研究十分重要。

目前用于廢水處理的方法有電解法、絮凝沉淀法、光催化氧化法、生物法、吸附法等。其中吸附法成本低、簡單易操作、無毒且吸附材料具有再利用等優點。以天然材料制備的吸附劑由于其低成本和可降解性，已成為處理污水行業研究和應用的熱點。黃土是一類資源豐富、無毒、無二次污染、廉價的硅酸鹽類礦物天然水處理材料。但直接利用黃土吸附劑時，由于其吸附容量小、選擇性低，使其在廢水處理中的應用受到限制。因此，為使黃土達到人們所預期的吸附功能，需對黃土進行改性。目前對黃土的改性主要有酸化處理、小分子或高分子改性。而用生物相容性高分子改性黃土的報道甚少。

發明內容

本發明目的是針對現有技術中黃土及共聚物吸附劑存在的缺陷，提供一種黃土衣康酸共聚物吸附劑的制備方法；

本發明另一目的是提供該黃土衣康酸共聚物吸附劑對水中的重金屬離子和染料分子的脫除性能和應用。

一、黃土衣康酸共聚復合物的制備

本發明黃土衣康酸共聚物吸附劑的制備，是將黃土與具生物相容性的功能單體衣康酸、甲基丙烯酸β-羥乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮進行原位聚合，在黃土表面引入一些活性官能團，從而賦予黃土新的功能。其具體制備工藝如下：

將1~20g黃土分散在5~80mL蒸餾水中形成黃土漿液；將1~10g衣康酸溶于5~40mL蒸餾水中，并加到上述黃土漿液中，攪拌分散均勻；再加入甲基丙烯酸β-羥乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮各4~20g，繼續攪拌分散；加入交聯劑，通惰性氣體后，升溫至50~90℃；加入引發劑，繼續攪拌反應5~8h；反應產物經洗滌、干燥，得到黃土衣康酸共聚物吸附劑（LC-PIHN），即生物相容性高分子改性黃土吸附劑。

二、黃土衣康酸共聚物吸附劑的結構、形貌表征

下面通過掃描電鏡（SEM）、紅外圖譜（FT-IR）、熱重（TG）分析等對本發明黃土衣康酸共聚物吸附劑的結構、形貌進行表征。

1、SEM分析

圖1、2分別為天然黃土（LC）與本發明制備的黃土衣康酸共聚物的SEM圖（放大10000倍）。由圖1可見，黃土的表面結構主要呈團聚狀，比較平整，有大小形狀不同的空隙，說明黃土具有一定的吸附能力；通過衣康酸，甲基丙烯酸β-羥乙酯，N-乙烯基吡咯烷酮單體改性后的復合物（圖2）表面形貌發生了顯著變化，其表面形成一層無定形的聚合物膜，黃土顆粒得到了一定的分散，表面更加疏松，有大量的不規則孔洞，比表面積進一步增大，從而更有利于對重金屬離子和染料的吸附。

2、FT-IR分析