[發明專利]一種磁性可回收的土壤重金屬吸附劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710887644.0
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107552009A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 王建平
• 申請（專利權）人: 安徽金葉碳素科技有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B09C1/00;C08F289/00;C08F220/06;C08F220/56;C08F222/38;C08H99/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 徐俊杰

1.一種磁性可回收的土壤重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，是將褐煤經氧化氨解反應處理后，提取褐煤腐植酸，然后以亞硫酸鈉為磺化劑對褐煤腐植酸進行磺化處理，之后以丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸為原料，采用水溶液聚合法合成了褐煤磺化腐植酸基高吸水樹脂，經干燥粉碎后與磁性三氧化四鐵混合造粒，即得。

2.根據權利要求書1所述的磁性可回收的土壤重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，具體工藝步驟如下：

（1）褐煤的氧化氨解反應：

將褐煤粉碎過60目篩，之后分別用自來水、去離子水漂洗雜質2-3次，之后將其置于氣固液三相反應裝置中，加入10%濃氨水和水，開動攪拌，升溫至90-130℃后通入氧氣，維持氧壓在0.2-0.5MPa，在700-900r/min轉速條件下，反應2-4小時，反應后經過濾、烘干獲得氮改性褐煤；

（2）褐煤腐植酸的提取：

稱取步驟（1）經處理后的褐煤樣品，按1/10的比例加入質量分數1.5%的氫氧化鈉溶液，在40-60℃恒溫水浴中磁力攪拌0.5-2小時，之后以3500-4500r/min的轉速離心分離，收集濾液，然后用去離子水洗滌殘渣2-3次，合并上述濾液，濾液用鹽酸調節pH至棕黑色沉淀析出，用布氏漏斗抽濾，用去離子水洗滌沉淀2-3次，濾餅于50-65℃鼓風機中干燥；

（3）磺化處理：

按固液比1：15，使用質量分數1.5%的氫氧化鈉溶液將步驟（2）提取的褐煤腐植酸溶解，得到腐植酸鈉溶液，在45-55℃條件下，按照磺化劑固液比1:10向上述溶液中加入亞硫酸鈉，反應1-2小時，得到褐煤磺化腐植酸鈉溶液；

（4）聚合反應制備高吸水樹脂：

稱取丙烯酰胺、交聯劑N-N亞甲基雙丙烯酰胺投入反應瓶中，調節pH至中性，在冰水浴條件下加入少量去離子水攪拌溶解，加入上述褐煤磺化腐植酸鈉溶液，攪拌混合均勻后，在0-5℃條件下緩慢加入丙烯酸，將引發劑過硫酸鉀用去離子水溶解后加入到上述反應液中，通入N₂，在溫度35-45℃下磁力攪拌15-28分鐘，之后開始升溫75-85℃，直至生成膠團狀物質無法攪拌時停止反應，制得褐煤磺化腐植酸基高吸水樹脂；

（5）合成四氧化三鐵：

取0.1mol/L的FeSO₄與適量碘單質按摩爾比1：2-3混合均勻，70-120℃預熱，加入2mol/L的氨水，于70-120℃反應20-60分鐘，生成黑色納米磁響應四氧化三鐵，將產物用磁鐵分離，去離子水洗滌，反復若干次，去除雜質，備用；

（6）將上述高吸水樹脂干燥、粉碎，與上述四氧化三鐵混合均勻，加水充分攪拌，將混合料加入在造粒機中，制成顆粒狀，置于干燥裝置中充分干燥，即得到磁性可回收的土壤重金屬吸附劑。

3.根據權利要求書1、2所述的一種磁性可回收的土壤重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸的質量比為2-3:1:1-2。

4.根據權利要求書2所述的一種磁性可回收的土壤重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，所述的引發劑過硫酸鉀的用量為單位總質量的1-3%。

5.根據權利要求書2所述的一種磁性可回收的土壤重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，所述的交聯劑N-N亞甲基雙丙烯酰胺的用量為為單位總質量的2-5%。