[發明專利]用于處理工業廢水中重金屬離子和放射性核素的多酚微球及制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010397745.1
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111604037B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 高繼寧;賀瑩娟;郝玉徽;王濤;趙先英;冉新澤;粟永萍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍軍醫大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 重慶志合專利事務所(普通合伙) 50210
• 代理人: 胡榮琿

本發明涉及一種用于處理工業廢水中重金屬離子和放射性核素的多酚微球及制備方法與應用，所述多酚微球是直徑為1~10毫米的多孔的多酚聚合物，該聚合物具有酚羥基活性官能團。采用本發明所述方法制得的多酚微球其直徑介于1~10毫米之間，比表面積高，易裝填使用，具有大量酚羥基活性基團，可與多種金屬離子進行絡合吸附，適用于工業廢水以及放射性廢水的處理。

技術領域

本發明涉及材料和化工領域，特別涉及一種用于處理工業廢水中重金屬離子和放射性核素的多酚微球及制備方法與應用。

背景技術

人類對重金屬的開采、冶煉、加工以及商業制造活動日益增多，大量鉛、鉻、汞等重金屬離子被排放到環境中，這些重金屬離子無法降解，會在水體中富集循環。除了重金屬離子以外，廢水中也含有大量放射性核素。并且放射性核素不僅具有化學毒性，還具有放射性，會對生態環境和人體健康造成不可估量的影響。隨著核工業的迅速發展和廣泛應用以及核事故的發生，大量放射性廢水被排放到環境，廢水中的放射性核素以鈾、鍶、銫以及钚為主。因此，如何高效除去廢水中共存的多種重金屬離子和放射性核素變得刻不容緩。

目前，廢水處理技術有離子交換法、沉淀法、吸附法、蒸發濃縮法、膜分離法以及生物處理法。相比于其他方法，吸附法具有操作簡單、成本低廉、除去率高等優點而被廣泛使用。吸附法是否能高效除去廢水中的重金屬和放射性核素取決于吸附材料的性能好壞，現常用的吸附材料有碳材料、生物質材料、天然及合成沸石等。這些吸附材料各有優劣，因此需要不斷探索吸附性能好、價格便宜、易于回收的新材料。多巴胺、沒食子酸、單寧酸等類似物具有多酚羥基結構，與多種金屬離子和放射性核素都有較好的絡合作用，且不受干擾離子的影響。然而，這些多酚化合物的水溶性限制了其應用。

植物多酚價格低廉，易于獲得，如果通過交聯反應形成難溶性聚合多酚膜或者微球材料，將會擴大其應用范圍，特別是在廢水處理領域將會有巨大的應用潛能。然而，水溶性多酚的聚合通常生成的是納米粒子，雖然比表面積高，但由于其尺寸小，使用后很難從廢水中分離出來，且容易造成二次污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于處理工業廢水中重金屬離子和放射性核素的多酚微球及制備方法與應用，采用本發明所述方法制得的多孔多酚微球其直徑介于1~10毫米之間，比表面積高，易裝填使用，表面具有大量酚羥基活性基團，可與多種金屬離子進行絡合吸附，適用于工業廢水以及放射性廢水的處理。

本發明的技術方案是：

用于工業廢水中重金屬離子和放射性核素處理的多酚微球，其直徑為1~10毫米多孔的多酚聚合物，該聚合物有酚羥基活性官能團。

所述多孔在微球的表面和內部，所述酚羥基活性官能團在微球的表面和內部。

所述多酚微球不溶于水

上述的多酚微球的制備方法，有以下步驟：

1）取多酚、表面活性劑和催化劑溶解于無水乙醇和/或超純水溶劑中，加入交聯劑，攪拌混勻，得到水相體系；

2）取液體石蠟和乳化劑Span?80混合攪拌均勻，得到油相體系；

3）將水相體系加入到油相中，升溫至60~95℃，反應2~12小時，分離，得到多酚微球；

4）步驟3）所述的多酚微球用NH₄NO₃/乙醇-水溶液，萃取回流12小時，除去表面活性劑；

5）分離后水洗，干燥，得到多孔多酚微球。

所述多酚原料為沒食子酸或單寧酸；所述催化劑為鹽酸或對甲苯磺酸；所述表面活性劑為F127或十六烷基三甲基溴化銨；所述交聯劑為甲醛、戊二醛、六次甲基四胺中的任一種。