[發(fā)明專利]一種工業(yè)廢液處理用高效納米吸附劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107413318B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李惠林;劉新剛;沈勘力;陳京帥
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江致遠環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/20
• 代理公司: 北京華識知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 秦瑞

本發(fā)明提供了一種工業(yè)廢液處理用高效納米吸附劑的制備方法，具體包括：（1）苯乙烯?二乙烯苯離子交換樹脂的預(yù)處理；（2）苯乙烯?二乙烯苯離子交換樹脂?聚多巴胺交聯(lián)的產(chǎn)物的制備；（3）β?環(huán)糊精的修飾；（4）納米金屬氧化物的負載；本發(fā)明吸附劑一方面通過苯乙烯?二乙烯苯離子交換樹脂骨架具有小的納米孔徑、高的比表面積，提供了極為豐富的吸附位點；另一方面在骨架表面及其骨架中交聯(lián)聚多巴胺，修飾β?環(huán)糊精進一步提高吸附性能；最后通過負載納米氧化物獲得性能十分優(yōu)異的納米吸附劑，該吸附劑在染料廢液，含重金屬廢液，磷、砷、銻廢液都具有十分優(yōu)異的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)廢液處理用高效納米吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各地的化工廠越來越多，化學(xué)廢液的處理成為各界關(guān)注的熱點，傳統(tǒng)的電鍍、制革、金屬表面處理、印染、石化和含有其他有機污染物的廢液排放量日益增加。

染料是廢水中常見的一類污染物，主要來自于紡織、皮革、造紙、橡膠、塑料、化妝品、制藥和食品等工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中。染料的廣泛使用在推動經(jīng)濟發(fā)展的同時，也產(chǎn)生了大量的染料廢水排放到環(huán)境水體中，導(dǎo)致了自然水體的污染。因此，對染料廢水的治理己成為水處理領(lǐng)域的研究熱點之一。早期，常用的染料廢水處理方法主要包括絮凝沉淀法、化學(xué)氧化法、膜分離法和生物降解法。這些方法雖然可以在一定程度上降低染料廢水中染料的含量，但仍然存在著各式各樣的缺陷，例如，因吸附率低、處理成本過高和對染料廢水成分變化的適應(yīng)性差，結(jié)果是對染料的去除效果欠佳，另外在處理過程中還可能會產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物或者大量污泥，從而導(dǎo)致二次污染。

重金屬廢水處理方法主要有三類：化學(xué)反應(yīng)去除法、吸附濃縮分離去除法以及微生物或植物去除法。第一類是廢水中重金屬離子通過化學(xué)反應(yīng)除去的方法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學(xué)還原法、電化學(xué)還原法和高分子重金屬捕集劑法等；第二類是使廢水中的重金屬在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發(fā)和凝固法、離子交換和膜分離等；第三類是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，其中包括生物絮凝、生物化學(xué)法和植物生態(tài)修復(fù)等。重金屬廢水的傳統(tǒng)處理工藝普遍存在成本高、反應(yīng)慢、易造成二次污染、低濃度廢水處理難等缺點。

吸附處理技術(shù)是一種簡單有效的處理廢水的技術(shù)，在含重金屬離子工業(yè)廢水、染料廢水、石化廢水等的處理中有廣泛應(yīng)用。目前，工業(yè)廢水處理常用技術(shù)有活性炭吸附，沸石交換等。活性炭因其價格昂貴、再生復(fù)雜等特點，難以大規(guī)模使用。因此，開發(fā)一種廉價、性質(zhì)穩(wěn)定、可回收以及效果優(yōu)異的吸附材料是現(xiàn)階段吸附技術(shù)發(fā)展的重點。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)廢液處理用高效納米吸附劑及其制備方法，由本發(fā)明方法所制備的吸附劑解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的吸附劑價格昂貴，穩(wěn)定性差，吸附效率低，再生難且再生后效果差的問題，為工業(yè)化應(yīng)用提供了前景。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種工業(yè)廢液處理用高效納米吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）苯乙烯-二乙烯苯離子交換樹脂的預(yù)處理：在20-30℃的溫度下，將苯乙烯-二乙烯苯離子交換樹脂先用乙醇洗滌2-8h，然后再用1mol/L的鹽酸洗滌2-5h，最后用去離子水洗滌至中性并烘干備用；

（2）在不斷的攪拌下，將步驟（1）預(yù)處理的苯乙烯-二乙烯苯離子交換樹脂、多巴胺加入到緩沖溶液中，攪拌反應(yīng)12-24h，之后洗滌、干燥得到以苯乙烯-二乙烯苯離子交換樹脂為骨架并交聯(lián)聚多巴胺的產(chǎn)物；

（3）在反應(yīng)器中，分別加入N,N-二甲基甲酰胺 5-10g，β-環(huán)糊精 1-2g，攪拌溶解后，升溫至50-60℃，恒溫攪拌回流4-6h，然后加入步驟（2）制備的交聯(lián)聚多巴胺的苯乙烯-二乙烯苯離子交換樹脂2-4g，于70℃下恒溫回流反應(yīng)8-10h，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物用丙酮洗滌幾次，然后干燥，備用；