[發(fā)明專利]一種磁性石墨烯聚苯乙烯復(fù)合微球污水處理劑及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910132175.0
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109759029A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許鈞強;康倫國;姚東生
• 申請（專利權(quán)）人: 合眾（佛山）化工有限公司;韶關(guān)市合眾化工有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 深圳瑞天謹(jǐn)誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44340
• 代理人: 張佳

本發(fā)明涉及一種磁性石墨烯聚苯乙烯復(fù)合微球污水處理劑，其特征在于，通過改性的納米Fe₃O₄和氧化石墨烯對聚苯乙烯微球進行改性處理制得一種磁性石墨烯聚苯乙烯復(fù)合微球，其吸附機理：能快速捕捉并強烈吸附污水中的重金屬離子，尤其是污水中微量的Pb²⁺、Cr⁶⁺、Cu²⁺、Hg²⁺等，選擇性強、吸附效率高，而且氧化石墨烯和聚苯乙烯微球?qū)饘匐x子能產(chǎn)生強絡(luò)合作用，因此吸附的重金屬離子不易脫落。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁性聚苯乙烯微球污水處理劑，具體涉及到一種磁 性石墨烯聚苯乙烯復(fù)合微球污水處理劑及其制備方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

據(jù)統(tǒng)計全國每年污水排放中，僅10％的生活污水和70％的工業(yè)污水 得到處理，且其中約有一半工業(yè)污水處理設(shè)施的出水達不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，其 余未處理的污水則直接排入江河湖泊中，致使我國的水環(huán)境遭受了嚴(yán)重污染和 破壞；城鎮(zhèn)生活污水的排放量正隨著城鎮(zhèn)建設(shè)與發(fā)展而呈遞增的趨勢。其中江 河湖泊中的高價金屬離子(包括有毒金屬離子)含量越來越高，部分陶瓷企業(yè)、 鋼鐵企業(yè)、化工企業(yè)等排放的污水中，Pb²⁺、Cr⁶⁺等嚴(yán)重超標(biāo)，污水問題尤其是 污水中重金屬離子超標(biāo)問題亟待解決。

為了解決廢水的處理問題，現(xiàn)行的方法有物理、化學(xué)、生物、綜合等 多種方法，也有關(guān)于污水處理方面的新型發(fā)明在公開。

中國專利號CN201610017517.0公開一種復(fù)合型污水處理劑及其制備 方法，以二乙烯三胺五甲叉膦酸、木質(zhì)素磺酸鈉、聚丙烯酰胺、尼泊金酯鈉與 聚合硅酸鋁鐵為螯合劑或聚沉劑，實現(xiàn)污染物沉降；此法制備方法簡單可靠， 制得的產(chǎn)品可有效的處理油田污水，具有很好的凈化作用，且產(chǎn)品對環(huán)境友好， 水處理劑使用量小，效果優(yōu)異，易于推廣應(yīng)用。

中國專利號CN201410134380.8公開一種以自催化氧化為核心的PCB 含銅廢水處理方法，該方法利用酸性含銅廢水將堿性絡(luò)合銅廢水的pH調(diào)至近中 性或中性，利用零價鐵將廢水中的銅離子部分還原為利于后續(xù)Fenton反應(yīng)的新 生單質(zhì)銅，在二價鐵、新生單質(zhì)銅的協(xié)同催化作用下，在中性條件下實現(xiàn)高效 Fenton反應(yīng)從而破絡(luò)，后接零價鐵還原實現(xiàn)廢水中銅離子的回收，出水通過調(diào) 堿沉淀的方法去除二價鐵和三價鐵離子，同時利用鐵氫氧化物的絮凝、吸附作 用進一步去除水中的污染物，最終出水銅離子濃度低于0.5mg/L，鐵離子濃度低 于10mg/L，可生化性良好。本發(fā)明充分利用體系中存在的銅，在除銅的同時利 用了銅的催化作用，顯著減少了酸、堿的投加量，減少出水鹽含量，具有工業(yè) 應(yīng)用價值。

總體來說，關(guān)于污水處理現(xiàn)行公開的專利中，污水處理劑對重金屬離 子的吸附、絡(luò)合存在選擇性差、靈敏性低等缺點，對于微量級含量足以對人體 產(chǎn)生傷害的Pb²⁺、Cr⁶⁺無法針對性處理。

磁性高分子微球是將無機磁性粒子與有機高分子材料結(jié)合形成的一 種復(fù)合微球，是新型的功能材料；聚合物復(fù)合微球具有不同顆粒形態(tài)和表面特 征，因其具有比表面大、吸附性強、凝集作用大及有表面反應(yīng)能力等特性，可 以被廣泛應(yīng)用在生物技術(shù)、生物醫(yī)藥工程、污水處理方面，如細(xì)胞分離、蛋白 分離、靶向藥物、生物化學(xué)分析和重金屬污水處理。

目前磁性微球用作絮凝劑和吸附劑進行廢水處理主要是針對殼聚糖 磁性微球。殼聚糖是自然界存在的唯一堿性多糖，它的胺基極易形成四級胺正 離子，有弱堿性陰離子交換作用，由于游離氨基的存在，殼聚糖類在酸性溶液 中具有陽離子型聚電介質(zhì)的性質(zhì)，可作為凝聚劑，但在酸性溶液中會溶解，穩(wěn) 定性差。因此，將氧化石墨烯與磁性聚苯乙烯做成復(fù)合微球來處理微量級的重 金屬離子污水是今后的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有污水處理劑對重金屬離子選擇性差的問題，本發(fā)明提出 一種磁性石墨烯聚苯乙烯復(fù)合微球污水處理劑的制備方法。