[發(fā)明專利]一種具有對(duì)Pb(Ⅱ)選擇性吸附功能的納米磁性吸附劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011505428.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112774642B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周慶翰;王銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南民族大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 成都華復(fù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51298
• 代理人: 麥邁

本發(fā)明提供一種具有對(duì)Pb(Ⅱ)選擇性吸附功能的納米磁性吸附劑的制備方法，是先采用現(xiàn)有的共沉淀法制備Fe₃O₄磁性納米顆粒，再用修飾劑包覆Fe₃O₄磁性納米顆粒形成核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合納米粒子，然后加入單體，N,N'?雙(丙烯酰)胱胺作為交聯(lián)劑，加入引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，然后分離、洗滌干燥即得到一種具有對(duì)Pb(Ⅱ)選擇性吸附功能的納米磁性吸附劑。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，條件溫和，可控性強(qiáng)，易于操作，所制備的吸附劑不僅具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，針對(duì)鉛離子的最大吸附容量遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)記載，且易于回收及可循環(huán)利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合吸附劑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有對(duì)Pb(Ⅱ)選擇性吸附功能的納米磁性吸附劑的制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著我國(guó)人民環(huán)保意識(shí)的不斷提高，水資源質(zhì)量問(wèn)題成為公眾關(guān)注的一個(gè)重要熱點(diǎn)問(wèn)題。然而，雖然通過(guò)不斷努力，我國(guó)水資源情況仍然不容樂(lè)觀。無(wú)論是我國(guó)近海水質(zhì)還是地表水都存在不同程度的污染，而其中常見(jiàn)的污染物包括重金屬離子、染料、抗生素、農(nóng)藥、洗滌劑、化肥等等。環(huán)境公報(bào)通過(guò)對(duì)我國(guó)各地的水污染情況進(jìn)行了調(diào)查發(fā)現(xiàn)我國(guó)水污染還處于比較嚴(yán)峻的形勢(shì)，其中重金屬污染占較大的比例。重金屬離子通過(guò)工業(yè)廢水排放到環(huán)境中，由于其不可生物降解，在人體的各個(gè)器官聚集，造成慢性中毒。作為一種代表性的重金屬離子，鉛離子及其化合物具有很強(qiáng)的毒性，其進(jìn)入人體后對(duì)神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生危害。目前常見(jiàn)的鉛中毒大多屬于輕度慢性鉛中毒，主要病變是鉛對(duì)體內(nèi)金屬離子和酶系統(tǒng)產(chǎn)生影響，引起植物神經(jīng)功能紊亂、貧血、免疫力低下等。因此，在水資源中選擇性去除某些重金屬離子(如鉛離子) 一直是大家關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)到對(duì)水中重金屬離子的處理方法有化學(xué)沉淀法、鐵氧體法、離子交換法、膜分離、浮選法、電化學(xué)方法和吸附法等。其中，由于吸附法具有吸附效率高，成本低，易操作等特點(diǎn)，其被廣泛應(yīng)用于污染物的吸附研究中。同時(shí)，由于納米材料特具有小尺寸效應(yīng)及高比表面積等特點(diǎn)，納米吸附劑材料對(duì)于污水中重金屬離子的吸附作用受到了人們的廣泛關(guān)注。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中所使用的納米吸附劑材料還不能在實(shí)際污水處理中大規(guī)模的應(yīng)用。究其原因主要存在以下方面的問(wèn)題。(1)現(xiàn)有納米吸附劑材料選擇性吸附能力差。由于傳統(tǒng)納米吸附劑材料中化學(xué)位點(diǎn)與污染物進(jìn)行吸附作用具有廣譜性，不能除去污水中某一重金屬離子，其對(duì)污水中一些常見(jiàn)重離子如Co²⁺、Cr²⁺、 Cu²⁺、Zn²⁺等也可吸附。為吸附某一金屬離子，則須添加過(guò)多吸附劑材料，成本較高。如參考文獻(xiàn)所述。(Bhanjana G,Dilbaghi N,Kim K H,et al.Carbon Nanotubes as Sorbent Material for Removal of Cadmium[J].Journal of Molecular Liquids,2017,242.)(2)現(xiàn)有納米吸附劑材料吸附效率低。由于現(xiàn)有納米吸附劑材料中化學(xué)位點(diǎn)有限，其與污水中某一重金屬離子吸附作用受限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)污染物的高效吸附。如參考文獻(xiàn)所述。(Eskhan A,Banat F,Selvaraj M,et al.Enhanced removal of methyl violet 6B cationic dye from aqueous solutionsusing calcium alginate hydrogel grafted with poly(styrene-co-maleicanhydride)[J]. Polymer Bulletin,2019,76(1):175-203.)(3)現(xiàn)有納米吸附劑材料回收成本過(guò)高。由于納米材料典型的小尺寸效應(yīng)及高表面能的特性，導(dǎo)致其不易從廢水中分離。如果污水處理后吸附材料不能被及時(shí)的回收，容易導(dǎo)致水體二次污染現(xiàn)。如參考文獻(xiàn)所述。(鄧景衡.碳納米管負(fù)載TiO₂及去除復(fù)合重金屬?gòu)U水性能研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2017,40(04):167-170+175.)

以上問(wèn)題是現(xiàn)有納米吸附劑材料在實(shí)際污水處理中的普遍性問(wèn)題，如能加以解決，其對(duì)于我國(guó)污水處理技術(shù)的進(jìn)一步提高提供有效的技術(shù)支撐。