[發明專利]一種硅溶膠/有機硅改性聚丙烯酰胺重金屬吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201810978327.4
• 申請日: 2018-08-26
• 公開（公告）號: CN109265631A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 張勇;趙帥帥;姚菊明
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F220/56;C08F222/38;C08J3/24;B01J20/26;C02F1/28;C02F101/20;C08L51/10
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 沈錫明

本發明公開了一種硅溶膠/有機硅改性聚丙烯酰胺重金屬吸附劑的制備方法，采用方法的要點是將丙烯酰胺預聚，再用硅溶膠/有機硅改性，制備可用于去除印染廢水中重金屬的硅溶膠/有機硅改性聚丙烯酰胺重金屬吸附劑。本發明選用具有較大比表面積和表面活性的硅溶膠/有機硅，改性制備性能優異的聚丙烯酰胺重金屬吸附劑，可有效去除印染廢水中的重金屬，尤其對鉛、砷、鎘離子吸附效果顯著，進而減少了重金屬對自然水體的危害，具有重要環境和社會效益。

技術領域

本發明涉及一種重金屬吸附劑的制備方法，特別涉及一種硅溶膠/有機硅改性聚丙烯酰胺重金屬吸附劑的制備方法，屬于環境工程技術領域。

背景技術

印染廢水是紡織工業產生的污染較為嚴重的一類廢水，是當前最主要的水體污染源之一。隨著印染技術的快速發展，印染廢水的有效治理受到廣泛關注。

印染企業在生產過程中，在各類染料和助劑中添加有不同種類和劑量的重金屬物質。對于印染污水，尤其在工業園區集中處理量大的情況下，雖然重金屬濃度不高，但其總量卻不容小視。這些重金屬隨印染廢水進入污水處理系統，對系統的生物處理工段造成嚴重影響；重金屬不能被微生物降解，只能以不同價態在水、底質和生物間遷移轉化，發生分散和富集作用。水體中重金屬積累到一定程度就會造成水生生態系統的結構和功能受損甚至崩潰。此外，重金屬還具有較高的移動性和較低的中毒濃度，使其污染具有一定的隱蔽性和延后性。

聚丙烯酰胺由于結構中含有大量酰胺基，具有較好的穩定、絮凝作用，在污水處理、石油開采、造紙工業等行業已有廣泛應用，素有“百業助劑”之稱。聚丙烯酰胺易于進行化學改性，可以制備功能性聚丙烯酰胺材料，使其具有更為廣泛的應用領域。

在去除印染廢水重金屬領域，中國專利(CN 201810433655.6)“一種由雙酚A與三聚氰胺縮聚的富氮多孔材料的制備方法及其吸附水中重金屬離子的應用”通過將對雙酚A與三聚氰胺在堿性溶液中共聚，生成灰白色多孔材料PBPAM，使用該多孔材料吸附污水中的重金屬離子，達到凈化污水的目的；中國專利(CN 201810309359.5)“一種綠色印染廢水處理劑及其制備方法”將葫蘆脲基有機硅類樹脂、鋁酸鈉摻雜凹凸棒土、高鐵酸鈉摻雜石膏粉混合制備綠色印染廢水處理劑成品，對廢水中重金屬離子有吸附作用，使用安全綠色環保；中國專利(CN 201810478642.0)“一種無機重金屬離子吸附材料的制備方法”利用粉煤灰為原料，將載體和營養液以及微生物混合發酵2次制得的重金屬離子吸附材料具有很好的吸附效果；中國專利(CN201810358215.9)“一種微孔羧基化硅膠、制備方法及其應用”采用硅膠作為材料，制成廉價高效的硅膠吸附劑，用于處理廢水中的重金屬離子，不僅方法簡單易操作，還可以回收再利用。截至目前，還未見到以硅溶膠/有機硅作為改性試劑，用以制備去除印染廢水中重金屬的硅溶膠/有機硅改性聚丙烯酰胺重金屬吸附劑的相關工藝技術出現。

采用硅溶膠/有機硅對傳統聚丙烯酰胺進行改性，二氧化硅微粒及二氧化硅膠團可阻止丙烯酰胺的過度交聯、聚合，形成有利于容納和結合重金屬離子的空穴，增大了丙烯酰胺聚合物的比表面積，進而增加了其對重金屬離子的吸附面積。硅溶膠/有機硅增強了復合材料對印染廢水中的重金屬，尤其是對鉛、砷、鎘離子的吸附能力，減少了重金屬對自然水體的危害，具有重要環境和社會效益。

發明內容

為實現印染廢水中重金屬的高效去除，尤其是對鉛、砷、鎘離子的有效去除，本發明的目的是提供一種硅溶膠/有機硅改性聚丙烯酰胺重金屬吸附劑的制備方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是采用以下步驟：

1)將適量硅溶膠和有機硅溶于去離子水，用稀鹽酸調節溶液pH至6.0，在30-60℃下混合攪拌12h，得到改性硅溶膠；

2)將5g丙烯酰胺溶于去離子水，加入少量引發劑和交聯劑，混合均勻，50-100℃預聚10-40min，將步驟1)中得到的改性硅溶膠加入其中并快速攪拌，反應30-70min，得到透明溶膠；