[發明專利]一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611013377.6
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106622166B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 童東紳;陳煥新;吾石華;胡軍
• 申請（專利權）人: 浙江交通科技股份有限公司;浙江工業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;C08J3/24;C08L79/08;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及水處理制劑領域，公開了一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料及其制備方法。聚天冬氨酸膨潤土復合材料由聚琥珀酰亞胺、膨潤土和硅烷交聯劑為原料制得；膨潤土與聚琥珀酰亞胺的質量比為1:0.1?10，硅烷交聯劑的質量為聚琥珀酰亞胺質量的1?10%；聚琥珀酰亞胺由物質的量比為1:0.9?1.7的順丁烯二酸和液氨制得。首先，本發明在制備聚琥珀酰亞胺的過程中以液氨為氮源，豐富了聚琥珀酰亞胺制備過程中的氮源，也提高了氮的利用效率；其次以膨潤土為原料，成本低廉，性能優異，且聚天冬氨酸為環境友好型材料，可被微生物、真菌降解為氨基酸小分子，最終生成對環境無害的水和二氧化碳。

技術領域

本發明涉及水處理制劑領域，尤其涉及一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著世界人口的不斷增加和工農業生產的迅速發展，人類的現代化進程步伐逐漸加快，但環境污染問題卻越來越嚴重，其中重金屬污染成為最嚴重的環境問題之一，受到了人們的極大關注，如何處理水中的重金屬離子是水處理領域的一項重要課題。

目前，對于含重金屬離子廢水的處理主要采用化學法、離子交換法、膜分離法、生物法、吸附法等。化學法可分為中和沉淀法、硫化物沉淀法和電化學法。中和沉淀法特點是在去除重金屬離子的同時能中和各種酸及其混合液，由于受到pH值及廢水中氰、銨等絡合離子的影響，對混合廢水的出水效果不好，沉渣量大，出水硬度高，會使土壤、水體堿化；硫化物沉淀法雖然pH值范圍較寬，但硫化物沉淀細小，不易沉降形成二次污染，且硫化劑本身有毒，價格昂貴，亦限制了它的應用。離子交換法通常所使用的離子交換樹脂雖然其具有選擇性好、吸附容量大、快速等優點，但其價格昂貴，目前仍然停留在試驗階段。膜分離技術對含重金屬離子廢水有較好的處理效果及無二次污染等優點，但是其處理價格比較昂貴，亦限制了該工藝的廣泛應用；生物法在應用上具有較多優點，如綜合處理能力較強，處理方法簡便等，然而生物處理法存在著功能菌繁殖速度和反應速率慢，處理水難以回用的缺點。因此，吸附法由于具有吸附工藝簡便、環境友好等特點，已成為近年來水處理研究的重點之一。

申請號為201310731560.X的中國專利公開了一種多功能污水處理劑，所述多功能污水處理劑，包括以下重量份的原料：海泡石粉10-20份、膨潤土30-40份、淀粉黃原酸酯30-40份、氫氧化鈉片堿0.1-0.5份、聚天冬氨酸1-5份、氨基三甲叉膦酸0.1-0.5份、交聯累托石25-50份、聚合氯化鋁20-50 份、殼聚糖5-30份、去離子水10-30份。該發明純度高、無雜質、無粉塵，水溶液清澈透明，無毒性，對操作工人無影響，處理后水無二次污染等問題。

該發明中，含有膨潤土和聚天冬氨酸。其中，膨潤土是我國一種資源豐富的礦物黏土，具有獨特的層狀結構和很強的吸附性能，可以去除水中的重金屬離子，但其由于結構單一，層間距有限，直接用于水處理效果不夠理想，需要對其進行改性來進一步提高它的物理和化學性能，從而達到凈化水質的目的，并使其廣泛應用于工業、農業和衛生等領域。而聚天冬氨酸作為一種無毒、可生物降解的環保型產品，其結構單元中含有羧基，在水溶液中極易電離為帶負電的羧基負離子，可以和多種金屬離子發生絡合作用，但其官能團較單一使其提取重金屬離子的能力有限，從而限制了它的應用。

上述發明的多功能污水處理劑中只是將各種組分進行了簡答的物理組合，并不能從根本上解決膨潤土和聚天冬氨酸各自存在的缺陷，導致在凈化水質時，對重金屬的吸附能力有限。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復合材料及其制備方法。本發明的目的在于使聚天冬氨酸和膨潤土進行結合形成復合材料，有效提高聚天冬氨酸/膨潤土復合材料的物理和化學性能以及對重金屬離子的結合能力。首先本方法在制備聚琥珀酰亞胺的過程中以液氨為氮源，不僅豐富了聚琥珀酰亞胺制備過程中的氮源，也提高了氮的利用效率，其次以膨潤土為原料，成本低廉，性能優異，且聚天冬氨酸為環境友好型材料，可被微生物、真菌降解為氨基酸小分子，最終生成對環境無害的水和二氧化碳，因此，研究這種復合材料對水處理領域具有重要的特殊意義。