[發明專利]一種用于處理含銻廢水的多孔靜電噴霧微球及其制備方法

有效

• 申請號: 202110453743.4
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113171761B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 涂凌波;黃文財;代煥芳
• 申請（專利權）人: 福建省環境保護設計院有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 福州科揚專利事務所(普通合伙) 35001
• 代理人: 李曉芬

本發明公開一種用于處理含銻廢水的多孔靜電噴霧微球的制備方法具體包括以下步驟：(1)將聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮粉料溶解在N,N?二甲基甲酰胺溶劑中，在50～60℃攪拌2.0～12.0h成均勻的靜電噴霧溶液；(2)將靜電噴霧溶液置于靜電噴涂設備下進行靜電噴霧，采用鋁箔紙包裹的滾筒收集霧狀微球前驅體；(3)將經過步驟(2)得到的霧狀微球前驅體置于蒸餾水中洗滌，并超聲處理；(4)將洗滌和超聲處理過的霧狀微球前驅體和鹽酸羥胺、無水碳酸鈉和蒸餾水混合，攪拌，進行原位偕胺肟化反應，得到靜電噴霧微球；(5)將靜電噴霧微球取出后用去離子水浸泡洗滌，將洗滌后的產物置于烘箱干燥，再將干燥后的產物真空脫水，最終得到多孔靜電噴霧微球。

技術領域

本發明屬于固定體吸附劑以及材料制備技術領域，具體涉及一種用于處理含銻廢水的多孔靜電噴霧微球及其制備方法。

背景技術

印染廢水經過生化處理以后，仍然含有大量的重金屬物質，這類污染物以銻為代表。近年來，印染廢水中的銻含量嚴重超標，未處理前的銻濃度可高達上萬μg/L。過高的銻濃度已被證實對人體具有致畸、致癌作用，嚴重威脅印染行業當地人民的生命與健康。有新聞報道，印染廢水中超標的銻濃度使得許多印染企業停產整頓，造成巨大的經濟損失。研究表明，印染廢水中的銻主要以五價酸根(Sb(V))的形式存在，這種非金屬陽離子的化學結構為銻治理帶來了困難。因此，科學有效的治理印染廢水的銻成為亟待解決的問題。

目前去除印染廢水中銻污染物的方法有很多，研究和使用最多的主要包括吸附法、沉淀法和電化學法。其中吸附法以其高效經濟、操作簡便等優點而被廣泛應用。傳統的除銻吸附劑多采用生物質、金屬氧化物和礦石類等無機吸附劑，對銻的最大吸附量一般為20mg/g，吸附能力有限，原因是這類天然無機吸附劑缺少孔道結構，吸附動力不足；另一類除銻吸附劑是活性炭、碳納米管和石墨烯等碳材料類吸附劑，對銻的最大吸附量一般不超過80mg/g，限制吸附能力的主要原因是缺少活性官能團作為吸附位點，不能有效的捕捉銻離子。因此，開發具有高吸附容量的有機吸附劑有著重要的研究價值。

用于水處理的有機樹脂帶有大量的活性官能團(氨基、羧基、琉基、肟基等)，常用來吸附重金屬污染物Pb、Hg、Cu等，吸附能力較好，有著廣闊的應用前景。公開號為CN108794661A的中國專利公開了一種偕胺肟化聚丙烯腈及其制備方法和應用，采用聚丙烯腈、羥胺類材料和鹽類材料混合反應制得偕胺肟化聚丙烯腈材料可做為吸附劑，偕胺肟化后的材料具有多孔結構，孔徑分布從納米到微米，同時具有螯合吸附和物理吸附能力，可用在重金屬廢水處理中；公開號為CN109364891A的中國專利公開了一種處理含銻廢水的改性聚丙烯腈及其制備方法，其中具體公開了將聚丙烯腈基材原位偕胺肟化制得改性的聚丙烯腈顆粒吸附劑并用于去除廢水中的銻，其吸附量90～160mg/g，但是該方法中制得的改性聚丙烯腈顆粒吸附劑缺少孔道結構，其除銻的最大吸附量僅僅為160mg/g。因此，增加吸附劑內部的孔道結構，增大吸附動力是提高吸附劑對銻的吸附容量的途徑之一。

發明內容

為了解決現有技術中存在的除銻吸附劑缺少孔道結構的問題，本發明提供一種用于處理含銻廢水的多孔靜電噴霧微球及其制備方法，利用靜電噴霧產生大量微細孔道，通過控制噴涂的工藝條件，得到了具有合適孔道結構的靜電噴霧多孔微球，最后將帶有偕胺肟基的多孔微球用于水體中銻離子的去除。

本發明的技術方案如下：

本發明公開一種用于處理含銻廢水的多孔靜電噴霧微球的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮溶解在N,N-二甲基甲酰胺溶劑中，在50～60℃攪拌2.0～12.0h成均勻的靜電噴霧溶液；

(2)將靜電噴霧溶液置于靜電噴涂設備下進行靜電噴霧，采用鋁箔紙包裹的滾筒收集霧狀微球前驅體；

(3)將經過步驟(2)得到的霧狀微球前驅體置于蒸餾水中洗滌，并超聲處理；