[發明專利]一種用于含重金屬污水處理中的吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910068690.7
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109529792B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 蘇彩麗;應一梅;李海華
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 河南大象律師事務所 41129
• 代理人: 尹周

本發明涉及一種重金屬污水處理中使用的吸附材料，具體地提供了一種用于含重金屬污水處理中的吸附劑及其制備方法，以稻殼粉以基體，經過4?乙烯基苯甲酸和N?叔丁基丙烯酰胺接枝改性后，大幅度提高了稻殼粉對重金屬離子的吸附效果，同時還以改性稻殼粉為主原料，結合聚丙烯酰胺、乙烯?醋酸乙烯酯共聚物、碳納米管、相容劑、偶聯劑以及發泡劑，制備了一種由多組分組成的含重金屬污水處理中的吸附劑，其屬于一種發泡型的多孔吸附劑，對于污水中的重金屬離子具有更好的吸附性能，同時其回收成本低，工藝簡單，易操作。

技術領域

本發明涉及重金屬污水處理領域，具體涉及一種用于含重金屬污水處理中的吸附劑及其制備方法。

背景技術

隨著現代化工業的快速發展，現代化工業中存在大量的重金屬廢水，每天新增重金屬污水的數量巨大，通常機械制造業、化工、儀表、半導體、電子等行業均會排出含有重金屬的廢水，其中廢水中的重金屬主要為銅、鋅、鎘、鎳、汞等。重金屬離子在水中即便濃度較低，依然對水資源也能夠產生較大的影響，若動物不慎引入重金屬離子廢水，重金屬會在動物體內聚集，無法通過新陳代謝進行排出，進而若相應動物，例如魚、蝦、螃蟹、牛、羊等被人類食用，則重金屬會在人體內富集，造成不同較為嚴重的疾病。

不同于污水中的有機油類，這類重金屬離子是一種不具備生物降解性的物質，其處理方法也無法采用降解法對其進行處理，工業中通常采用的方法包括化學沉淀法和離子交換法，處理后的重金屬濃度低于排放標準即可排放。例如，公告號CN106011473B的中國專利申請公開了一種利用重金屬廢水制備銅鎳合金的方法，該制備方法通過用新型高效水處理劑處理銅鎳混合廢水，經壓濾、烘干，制得銅鎳金屬層狀化合物，銅鎳金屬層狀化合物再經壓片和燒結制備銅鎳合金成品。本發明的優點在于：本發明利用重金屬廢水制備銅鎳合金的方法，通過將廢水中的銅離子和鎳離子轉化為銅鎳金屬層狀化合物，然后經壓片和燒結制備得到銅鎳合金。采用上述工藝所直接制備的銅鎳合金性能不佳，最終導致后續進一步加工工藝成本上升。

對于吸附法而言，同樣被認為屬于一種較為實用，且簡單無污染的解決方法之一。但重金屬離子與污水中的大分子油類不同，其分子較小，僅僅通過物理吸附無法有效降低重金屬離子的濃度，例如活性炭，雖然其具有良好的吸附性能，但對于重金屬離子而言，其吸附效率偏低，使用成本高。生物吸附法由于其對重金屬離子優異的吸附效率，低成本，通過引入羧基、羥基、酰胺基等功能性基團，大大提高了吸附材料對重金屬離子的吸附作用，因而在重金屬污水處理中采用功能化的吸附材料對重金屬離子進行吸附處理成為一種極具潛力的方法。

為了進一步改善吸附材料對重金屬離子的吸附作用，同時減低重金屬離子污水的處理成本，本發明采用稻殼粉為基體，制備了一種用于含重金屬污水處理中的吸附劑，取得了良好的吸附效果。

發明內容

本發明提供了一種用于含重金屬污水處理中的吸附劑及其制備方法，本發明以稻殼粉以基體，經過4-乙烯基苯甲酸和N-叔丁基丙烯酰胺接枝改性后，制備了一種功能化的改性稻殼粉。具體技術方案如下：

一種用于含重金屬污水處理中的吸附劑，其特征在于，所述吸附劑包括改性稻殼粉。

所述改性稻殼粉的制備方法包括以下步驟：

（1）、將稻殼粉真空干燥，用去離子水清洗，清洗完成后將其置于氫氧化鈉水溶液中，攪拌并升高溫度至60-80℃，保持2-3小時之后自然降至室溫，停止攪拌并水洗至中性，過濾并干燥，得到預處理的稻殼粉；

（2）、以重量份計，將20-35份步驟（1）中所述預處理的稻殼粉為基體，添加3-5份4-乙烯基苯甲酸和30-50份N-叔丁基丙烯酰胺為改性單體，同時加入1-2份交聯劑、1-2份引發劑和3-5份分散劑，通過懸浮聚合法將4-乙烯基苯甲酸和N-叔丁基丙烯酰胺接枝到所述基體上，從而制備得到改性稻殼粉。

所述氫氧化鈉水溶液的質量百分濃度為3-5wt%。