[發明專利]一種含有石墨烯的污水處理劑及制備方法

在審

• 申請號: 201711284146.3
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107954491A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 楊小林;馬立波;薛海龍;解德甲;唐香
• 申請（專利權）人: 常州工程職業技術學院
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/28;C02F1/52;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所32205
• 代理人: 華德明

技術領域

本發明涉及一種污水處理劑及制備方法，具體涉及一種含有石墨烯的污水處理劑及制備方法，屬于污水處理技術領域。

背景技術

重金屬污水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬離子(如含鎘、鎳、汞、鋅等)的污水，該種污水是對環境污染最為嚴重和對人類危害最大的工業污水之一，其水質水量與生產工藝有關。

一般情況下，污水中的重金屬不能被分解破壞，只能通過物理化學變化轉移其存在位置或轉變其物化形態；針對該種污水，應在源頭上改進生產工藝，不用或少用毒性大的重金屬，但是該種方法并不能完全避免生產過程中重金屬進入污水中；目前針對重金屬污水，主要采用化學沉淀法、離子交換法等物理化學方法來處理污水中的重金屬，但是在污水處理劑的制備過程或污水處理過程中容易產生二次污染，且污水處理后的效果不能達到理想效果。

發明內容

本發明提供一種含有石墨烯的污水處理劑及其制備方法，本發明應用在重金屬污水處理中，高效環保、無二次污染。

為實現上述目的，本發明提供的一種含有石墨烯的污水處理劑，包括以下重量份數的原料：聚丙烯酰胺10-20份、石墨烯5-10份、腰果殼油摩擦粉8-15份、動物皮膠7-11份、硅灰石10-18份、白云石6-12份、無患子皂苷5-9份、鋰輝石6-10份、酒石酸4-8份、硼酸鋅4-7份、酸棗核3-7份、甲酸鈣2-5份、輕燒氧化鎂2-5份、焦寶石1-3份、水40-70份。

作為本發明進一步的方案：包括以下重量份數的原料：聚丙烯酰胺12-17份、石墨烯6-8份、腰果殼油摩擦粉10-13份、動物皮膠9-10份、硅灰石12-15份、白云石6-10份、無患子皂苷6-8份、鋰輝石7-9份、酒石酸5-7份、硼酸鋅5-6份、酸棗核4-6份、甲酸鈣3-4份、輕燒氧化鎂3-4份、焦寶石2-2.5份、水45-60份。

作為本發明進一步的方案：包括以下重量份數的原料：聚丙烯酰胺15份、石墨烯7份、腰果殼油摩擦粉12份、動物皮膠9.6份、硅灰石13份、白云石8份、無患子皂苷7份、鋰輝石8份、酒石酸6份、硼酸鋅5.5份、酸棗核5份、甲酸鈣3.2份、輕燒氧化鎂3.4份、焦寶石2.3份、水52份。

優選地，所述動物皮膠采用豬、牛、羊、魷魚皮膠中的一種或幾種。

一種含有石墨烯的污水處理劑，其制備方法包括以下步驟：(1)將石墨烯、硅灰石、白云石、鋰輝石、焦寶石和酸棗核混合，在100-125℃下混合攪拌20-40min，然后粉碎過篩50-80目；(2)將聚丙烯酰胺、無患子皂苷、酒石酸、腰果殼油摩擦粉、動物皮膠、輕燒氧化鎂和水混合，在45-68℃下混合攪拌10-20min；(3)將步驟(1)所得物、步驟(2)所得物、硼酸鋅和甲酸鈣混合，常溫下混合攪拌15-40min；(4)將步驟(3)所得物烘干后，過篩40-60目，即得。

優選地，在上述步驟(1)中，將石墨烯、硅灰石、白云石、鋰輝石、焦寶石和酸棗核混合，在112℃下混合攪拌34min，然后粉碎過篩60目。

優選地，步驟(2)將聚丙烯酰胺、無患子皂苷、酒石酸、腰果殼油摩擦粉、動物皮膠、輕燒氧化鎂和水混合，在57℃下混合攪拌14min。

石墨烯作為一種多孔二維納米材料，具有良好的穩定性、超大的比表面積及極強的表面化學活性等，這使其成為一種得天獨厚的吸附材料。在污水處理中，將石墨烯均相分散在溶液中，石墨烯片層會包覆重金屬離子并在二者配比適當時形成沉淀，在重金屬離子吸附領域有很大的優勢；本發明通過將石墨烯、腰果殼油摩擦粉和無患子皂苷進行配比，促進石墨烯對污水中的重金屬離子進行吸附，同時又加入硅灰石、白云石、無患子皂苷、鋰輝石、酒石酸份、硼酸鋅、甲酸鈣、輕燒氧化鎂、焦寶石，沉淀部分重金屬離子，促進石墨烯更好吸附重金屬離子；為了防止石墨烯在水中發生團聚現象，又加入動物皮膠；同時又加入酸棗核，對污水中的雜質或大分子進行吸附處理；通過不同材料的協同作用，使本發明對污水的重金屬離子吸附效果更好。

本發明一種含有石墨烯的污水處理劑含有多種天然成分，毒性小，更加環保；可有效去除重金屬污水中的Zn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、鉻、錳等重金屬離子，且該污水處理劑的處理效果更好，更高效。