[發明專利]一種聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010139106.5
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111389376A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 郭永福;趙宇豪
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/22;C02F101/30;C02F101/34
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發明提供了一種聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料及其制備方法及應用，屬于磁性納米復合材料技術領域。本發明提供的制備方法，包括以下步驟：將第一氯化鐵、醋酸鈉、高嶺土、聚醚多元醇和乙二醇混合，進行水熱反應，得到磁性高嶺土；將所述磁性高嶺土、十二烷基苯磺酸鈉、水、吡咯和第二氯化鐵混合，進行聚合反應后，聚合反應產物依次進行洗滌和干燥，得到聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料。本發明制得的聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料對水體中重金屬離子和有機污染物具有極高的去除效率，能同時去除多種共存的重金屬離子，并可多次重復使用。

技術領域

本發明屬于磁性納米復合材料技術領域，尤其涉及一種聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料及其制備方法及應用。

背景技術

目前，工業廢水中重金屬污染問題越來越嚴重，其來源廣泛，常來源于冶金，采礦，印染等行業。工業廢水中含有的污染物質種類繁多，其中，重金屬最為常見，又是最難以處理的污染物質之一。

目前，處理水體重金屬污染的方法主要有生物法、化學沉淀法、吸附法、膜分離法、離子交換法等。其中，吸附法具有成本低、不易造成二次污染、去除效率高等優點，因此在實際工程中得到廣泛應用。常規的吸附材料如活性炭、硅膠、聚丙烯酰胺、磁性高嶺土等，對某些重金屬的吸附效率低，限制了此類材料的開發空間。

“黃明.磁性高嶺土的制備及其對Cu～(2+)和Pb～(2+)的吸附性能[D]2016.”中公開了用共沉淀法制備磁性高嶺土，并對鉛離子進行吸附實驗，吸附容量達到12.5mg/g，吸附性能較弱。

“秦李璐.納米磁性礦物材料的制備及去除水中重金屬的性能研究[D].2017.”中公開了以溶劑熱法合成磁性高嶺土，對鉛、鉻、銅進行吸附實驗，其最大吸附量分別為86.1mg/g、16.5mg/g和22.1mg/g，吸附效果一般。

發明內容

鑒于此，本發明的目的是提供一種聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料及其制備方法和應用。本發明提供的制備方法制得的聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料對水體中重金屬離子具有極高的去除效率。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

將第一氯化鐵、醋酸鈉、高嶺土、聚醚多元醇和乙二醇混合，進行水熱反應，得到磁性高嶺土；

將所述磁性高嶺土、十二烷基苯磺酸鈉、水、吡咯和第二氯化鐵混合，進行聚合反應后，聚合反應產物依次進行洗滌和干燥，得到聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料。

優選地，所述水熱反應的溫度為150～250℃，水熱反應的時間為6～10h。

優選地，所述聚合反應的溫度為室溫，聚合反應的時間為4～8h。

優選地，所述第一氯化鐵、醋酸鈉、高嶺土和聚醚多元醇的質量比為2～10：2～10：2～10：2～5。

優選地，所述磁性高嶺土、吡咯和第二氯化鐵的質量比為0.15～0.8：0.017～0.087：3～15。

本發明還提供了上述技術方案所述制備方法制得的聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料，所述聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料具有核殼結構，內核為磁性高嶺土，外殼為聚吡咯；所述所述聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料的粒徑為20～100nm。

本發明還提供了上述技術方案所述聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料在含重金屬離子和/或有機污染物的污水處理中的應用。

優選地，所述應用包括以下步驟：

將所述污水的pH值調節至2～10后，與聚吡咯改性磁性高嶺土納米復合材料混合，進行吸附處理。