[發明專利]一種兩性自上浮吸附劑、制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010228935.0
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111389378B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 韓夢欣;梁建軍;鄭懷禮;肖鵬;毛煒煒;安延嚴
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F103/30
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本發明公開了一種兩性自上浮吸附劑、制備方法和應用。所述兩性自上浮吸附劑的制備方法包括以下步驟：首先用0.5～1mol/L的氫氧化鈉溶液將空心玻璃微珠在溫度為70℃～90℃的恒溫水浴中預處理，接著將預處理后的空心玻璃微珠與硅烷偶聯劑KH550反應，然后將進一步處理后的空心玻璃微珠在過硫酸鉀活化的基礎上，先后與間苯二胺和烯丙基磺酸鈉此兩種高分子有機物單體在40℃～60℃條件下，分別接觸反應6h和4h，最后經的溫度下干燥24h得到兩性自上浮吸附劑。本發明制備的兩性自上浮吸附劑對陽離子和陰離子染料都具有良好吸附能力，吸附劑穩定的中空結構使其具備上浮于水面的特點，可實現高效表面固液分離，有利于后續回收利用等過程。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域。

背景技術

染料廢水造成的污染已經引起了人們的關注，印染廢水對環境具有嚴重的危害，為凈化污染水，各種方法包括吸附、降水、離子交換、反滲透和膜技術已得以開發。在這些方法中，吸附由于其易于操作和相對低的成本被認為是有效且經濟的方法，吸附法是目前應用最廣泛的方法之一。然而目前吸附法在吸附劑的分離與回收利用上存在困難，在某種程度上增加了運行成本。

水處理領域中，為高效去除污染物，常將污染物利用處理劑富集后從水體中分離，處理劑的選擇是水處理工藝中的重點。長久以來，相關研究一直關注的是處理劑對于污染物的去除能力，相對忽視了處理劑在應用之后的分離性能，故而一直到今天，大部分工藝仍然采用沉淀法進行分離，該方法簡單易行，但分離效率相對較低且成本較高。

當前，現有的處理劑難以實現回收復用，經濟效益低。最常用的污泥法進行沉淀，其沉降性能是工藝處理效果的重要影響因素，但組成污泥的微生物在生長過程中極易受環境影響，從而使污泥的沉降性能處于不穩定的波動中。除此之外大多水處理劑在工作中沉于水底，對工藝流程池底的清洗一直是水處理行業的難題。為處理位于池底的處理劑，引入了以下幾類方法：上浮分離法是非常有效的分離方法，其中比較有代表性的是汽浮法，汽浮法是當前用于分離的比較有效的方法，通過產生氣泡與廢水中的固液體構成三相混合物達到上浮的目的，然后在水面利用簡單的掛渣設備進行分離。但此法耗能比較大，經濟效益不高，并且只能用于去除廢水中難溶解的懸浮物，對于溶解性污染物無法處理。

空心玻璃微珠具有質輕、低導熱、無毒、不燃、化學穩定性好、高分散等優點。這些優點特別是能夠在模塑完成的成品中體現出來，最終產品重量輕、容易安裝，并且特別適合制作要求有浮力的制品。空心玻璃微珠可以應用在很多材料領域中以提高或改善材料的耐水性、抗壓強度、收縮率和沖擊強度等。利用空心玻璃微珠作為載體，可以制作出性能優良的浮性材料。然而空心玻璃微珠目前還未應用于水處理領域。如果能利用其制成水處理劑，在保持良好上浮性能的同時也能擁有優異的處理能力，那么該處理劑將會給水處理行業帶來一定的參考意義。

目前許多通過接枝有機物處理染料的吸附劑僅接枝單性有機物，只能處理陰離子染料或陽離子染料，應用更廣的能夠同時處理陰陽離子染料的吸附劑亟待研究。

發明內容

針對上述問題，本發明要解決的技術問題就是提供一種兩性自上浮吸附劑，該吸附劑能夠有效處理溶解性污染物，并對陰離子和陽離子染料都具有良好吸附能力，且處理后富集了污染物的吸附劑能夠自行上浮，從而實現吸附劑與水體的快速分離。本發明還提供一種兩性自上浮吸附劑的制備方法和應用。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明提供的一種兩性自上浮吸附劑，包括空心玻璃微珠和硅烷偶聯劑，所述硅烷偶聯劑接枝在所述空心玻璃微珠的外表面，且空心玻璃微珠與硅烷偶聯劑的質量比為

進一步，所述硅烷偶聯劑為對染料有特異性的硅烷偶聯劑。所述對染料有特異性的硅烷偶聯劑是指能與染料本身的陰離子基團和陽離子基團相互作用從而吸附該染料的硅烷偶聯劑。

進一步，所述硅烷偶聯劑為KH550。