[發(fā)明專利]超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石、其制備方法及其在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611146892.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106622191A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許澤軍;賈欣茹;李武松;劉聰聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威海晨源分子新材料有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/30
• 分類號(hào): B01J20/30;B01J20/26;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所37227
• 代理人: 傅培

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石、其制備方法及其在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，重金屬如銅、鎳、鉛、鎘、汞等對(duì)水資源的污染越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)重金屬離子具有生物積累性、且不能被生物降解等特點(diǎn)，對(duì)人類健康造成極大的危害，因而對(duì)水資源中重金屬離子的去除和治理已經(jīng)刻不容緩。目前廣泛研究的普通吸附劑對(duì)重金屬離子的吸附效果不是很理想，而且受酸度等多因素的制約而不可重復(fù)使用，在很大程度上限制了其推廣應(yīng)用。

沸石作為一類硅鋁黏土礦物，具有多孔性、親水性、離子選擇置換等特性。天然沸石分布廣泛、價(jià)格低廉，故被用來(lái)作為吸附劑、土壤改良劑、離子交換劑以及分子篩等。聚酰胺-胺超支化分子是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類新型高分子材料，其結(jié)構(gòu)呈球形，內(nèi)部有空腔，外層有大量的官能團(tuán)，水溶性好，有很強(qiáng)的絮凝和螯合作用。

目前，已知重金屬離子與含有氨基的化合物可具有很強(qiáng)的親和性，因此可利用聚酰胺-胺類超支化分子作為吸附劑來(lái)處理重金屬?gòu)U水中的重金屬離子，在這種情況下，是否可對(duì)天然沸石加以利用，進(jìn)一步制備得到可用于提高廢水中重金屬離子去除效率的重金屬吸附材料，以有效去除廢水中的重金屬離子這將是本領(lǐng)域所研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石、其制備方法及其在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用，能夠有效去除重金屬?gòu)U水中的重金屬離子。

本發(fā)明的一方面提供了一種超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石的制備方法，包括如下步驟：

將沸石倒入1-2N鹽酸中進(jìn)行預(yù)處理，待過(guò)濾除去有機(jī)物雜質(zhì)，用去離子水反復(fù)洗滌至pH 7.0-7.8，于100℃烘箱中烘干，得到鹽酸改性沸石；

將鹽酸改性沸石分散到去離子水中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至2-3，向體系中滴加環(huán)氧氯丙烷，控制體系溫度，待充分反應(yīng)后，過(guò)濾除去未參與反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷，得到環(huán)氧氯丙烷改性沸石；

向環(huán)氧氯丙烷改性沸石中加入超支化聚酰胺胺酸性溶液，然后加入4％NaOH溶液，控制體系溫度，充分?jǐn)嚢瑁缓髮⒎磻?yīng)后的沸石抽濾，水洗至中性放入烘箱內(nèi)烘干，得到超支化聚酰胺胺改性沸石。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，環(huán)氧氯丙烷與鹽酸改性沸石的質(zhì)量比為1-5:10，優(yōu)選1:5。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，向體系中滴加環(huán)氧氯丙烷后，將體系溫度控制在20℃-40℃，優(yōu)選25℃；充分反應(yīng)4-10小時(shí)，優(yōu)選5小時(shí)。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，環(huán)氧氯丙烷改性沸石與超支化聚酰胺胺的質(zhì)量比為1-10:100，優(yōu)選1:10。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，加入4％NaOH溶液后，將體系溫度控制在20℃-50℃，優(yōu)選40℃；充分反應(yīng)2-6小時(shí)，優(yōu)選2小時(shí)。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，超支化聚酰胺胺在所述超支化聚酰胺胺酸性溶液中所占重量百分比為1-10％，優(yōu)選4％。

本發(fā)明的另一方面提供了一種如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石的制備方法制備得到的超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石。

本發(fā)明的再一方面提供了一種如上述技術(shù)方案所述的超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石作為重金屬離子吸附材料在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述重金屬離子包括Cu²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺中的至少一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本發(fā)明所提供的超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石既能發(fā)揮天然沸石的吸附作用和超支化聚酰胺胺的螯合作用，又可避免單獨(dú)使用超支化聚酰胺胺時(shí)容易出現(xiàn)的隨機(jī)影響因素；同時(shí)，由于超支化聚酰胺胺材料中含有大量官能團(tuán)，可以螯合多種重金屬離子，因此可以包覆多種重金屬離子，降低金屬離子和聚酰胺胺分子的流失，使重金屬離子能夠與其穩(wěn)定的結(jié)合而達(dá)到與水分離被除去的目的；

2、本發(fā)明所提供的超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石作為重金屬吸附材料在高效去除重金屬離子的同時(shí)，其本身可以再回收利用，節(jié)約處理成本；

3、本發(fā)明所提供的超支化聚酰胺胺交聯(lián)改性沸石去除廢水中重金屬離子的效率高，同時(shí)，將廉價(jià)的天然沸石與超支化聚酰胺胺結(jié)合可以大幅度降低生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。