[發明專利]一種處理堿性廢水中六價鉬的吸附劑

在審

• 申請號: 202010559987.6
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111644162A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 孫國新;陳勇;趙奕銘
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 周春鳳

本發明公開了一種處理堿性廢水中六價鉬的吸附劑，屬于污水處理和環境保護領域。具體制備方法包括以下步驟：(1)四甲基乙二胺與溴代烷烴反應生成單季銨鹽中間體；(2)氯甲基化交聯聚苯乙烯微球與單季銨鹽中間體一步反應獲得氯球雙季銨鹽吸附劑。本發明制備的氯球雙季銨鹽吸附劑對六價鉬具有優異的吸附速率、吸附能力和選擇性，且可應用于不同堿性條件的鉬酸鹽廢水。

技術領域

本發明涉及一種處理堿性廢水中六價鉬的吸附劑，尤其涉及一種含有雙季銨陽離子功能化吸附劑的合成方法。

背景技術

鉬酸鹽是一種用途廣泛的功能材料，被應用到許多方面。例如，在卷煙中加入鉬酸鹽，能夠分解煙氣中焦油、自由基以及稠環芳香化合物；在清洗劑中加入鉬酸鹽能使清潔劑無腐蝕性、光潔度高；鉬酸鹽還是一種高效催化劑、快離子導體材料，有望能夠成為新一代光電子器件材料，因而受到了物理、化學、材料科學及生物科學等交叉學科的廣泛關注和重視。

然而過量的鉬酸鹽會對生態系統和人體健康造成了巨大的危害。鉬酸鈉屬于低毒化合物。鉬中毒會引起關節疼痛，造成血壓偏低和血壓波動，神經功能紊亂，代謝過程出現障礙，心肌缺氧而壞死，易發腎結石和尿道結石，增大缺鐵性貧血患病幾率，引發齲齒。因此我國規定地面水中鉬最高容許濃度為0.5 mg/L。

目前，從環境中去除Mo(VI)的方法有許多，主要包括沉淀法、離子交換、膜過濾等方法，其中，吸附法以其高效、可靠、裝備簡單、經濟可行等特點而備受矚目。吸附法的核心在于吸附材料的設計與制備。近年來，各種吸附劑對水中Mo(VI)的去除得到廣泛研究。

專利[劉晨明等，專利公開號CN 104276645A]公開了一種氧化石墨烯衍生物材料吸附除去水中六價鉬的方法，但該方法在pH=7時，對Mo(VI)的最大平衡吸附量僅為3.113mg/g。

因此，本發明提供一種處理堿性廢水中六價鉬的吸附劑，該吸附劑制備方法簡單，對六價鉬具有優異的吸附速率、吸附能力和選擇性，能夠有效吸附堿性條件范圍內的Mo(VI)。

發明內容

鑒于現有技術中吸附劑在堿性條件下吸附效果差或幾乎不吸附的問題，本發明提供一種處理堿性廢水中六價鉬的吸附劑，首先通過四甲基乙二胺與溴代烷烴反應生成單季銨鹽中間體，再以價廉易得、化學穩定性好、易于功能化的氯甲基化交聯聚苯乙烯微球為基底材料，通過與單季銨鹽中間體的季銨化反應，引入由兩個碳原子組成的鏈連接的雙季銨陽離子結構。該吸附劑制備方法簡單，對六價鉬具有優異的吸附速率、吸附能力和選擇性，能夠有效吸附堿性條件范圍內的Mo(VI)。

本發明是采用以下技術方案實現的：一種處理堿性廢水中六價鉬的吸附劑，具有以下的結構單元：

式中，X^-為Cl^-，Br^-，SO₄^2-，NO₃^-或OH^-；R是-(CH₂)_yCH₃，其中1≤y≤5，（y為正整數）；其特征是雙季銨鹽吸附劑，兩個季銨離子由兩個碳原子組成的鏈連接；

本發明第二個目的是提供一種處理堿性廢水中六價鉬的吸附劑，該方法具體為：

步驟一，四甲基乙二胺和溴代烷烴在三口瓶中30-130^oC反應1-2 h；反應結束后，冷卻至室溫，用環己烷洗滌除去未反應的原料，烘干得到產物單季銨鹽中間體；

步驟二，氯甲基化聚苯乙烯微球在溶劑1中溶脹18-24 h；