[發明專利]一種用于工業化工污水處理的納米材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110610459.3
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113336335B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 譚喬
• 申請（專利權）人: 湖北亮綠環保技術有限公司
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F1/28;B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F101/20
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產權代理有限公司 44525
• 代理人: 張騰

本發明提供了一種用于工業化工污水處理的納米材料及其制備方法，所述制備方法是先在層狀鈦酸鹽納米材料表面負載硫酸亞鐵制成中間產物，接著在三聚磷酸鈉的作用下，將中間產物與陽離子聚合物交聯，并在交聯過程中加入包覆菌粉。該納米材料可以快速去除化工污水中的重金屬，使得污水的排放達到排放標準，應用前景良好。

技術領域

本發明屬于環保技術領域，特別是涉及一種用于工業化工污水處理的納米材料及其制備方法。

背景技術

水是人類發展與生存中不可或缺的資源，直接關系到人類生存，但是隨著人口基數的增長，社會城鎮化與工業化進程的加快，人均水資源占有量急劇減少，水污染問題加劇，嚴重威脅人類的生存。造成水體污染的原因包含很多方面，有感官性污染、有機污染、無機污染(包括重金屬污染)、生物性污染等。

其中重金屬污染是最為嚴重的問題之一，比如，生產有色金屬的企業，從采礦、選礦、冶煉到產品加工的整個生產過程中，都有廢水排放，其中含有銻、銅、鉛、鋅、砷、鉻等重金屬元素，另外，電鍍、顏料、電子、儀表等行業也會造成嚴重的重金屬污染。

重金屬是一種典型的累積型污染物，具有累積、不可降解、毒性大的特性，可隨食物鏈被生物吸收、富集，最終在人體累積導致慢性中毒等危害。最典型的例子就是Cd污染造成的骨痛病、Hg造成的水俁病與Hg、Cd、As、Pb污染造成的癌變。由于重金屬污染對生態環境與人類健康造成了嚴重的危害，許多國內外學者相繼研發出了許多治理重金屬的技術。

含有重金屬的污水通常酸度大，重金屬離子種類復雜，并以多種價態和形態存在，處理難度極大。目前常用的重金屬廢水處理方法包括：中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體法、吸附法、離子交換法、生物法(生物絮凝法、植物修復法、動物修復法)等，普遍存在很多問題，比如：自然絮凝沉降耗時較長，排放水很難達到國家排放標準等，無法實現重金屬回收以達到資源物盡其能之功效，或者處理效率低、處理成本高等。

吸附法由于具有吸附材料來源廣泛，吸附容量大，吸附速度快，去除效率高，操作簡便，可重復再生回收利用等優點而受到人們的普遍關注。但是目前市售的吸附劑穩定性不好，且吸附量不足，應用于重金屬污水處理時用量大，治理成本較高

專利CN105692771B公開了一種重金屬污水處理材料，利用鹽酸改性海泡石、吡啶季銨鹽型陽離子聚丙烯酰胺、沸石粉、改性凹凸棒土、纖維素黃原酸酯、甲殼胺、交聯羧甲基淀粉、羥丙基纖維素接枝共聚物、硫酸鐵、石灰粉、活性炭粉等作為原料制成，簡單堆砌了一些現有的多孔材料，協同作用有限，最大吸附量有限，且處理耗時較長。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種用于化工污水處理的納米材料及其制備方法，可以快速去除污水中的重金屬。

為實現上述目的，本發明是通過如下方案實現的：

一種用于化工污水中重金屬離子處理的納米材料的制備方法，先在層狀鈦酸鹽納米材料表面負載硫酸亞鐵制成中間產物，接著在三聚磷酸鈉的作用下，中間產物與陽離子聚合物交聯，并在交聯過程中加入包覆菌粉，即得所述的納米材料；其中，所述包覆菌粉是將邁索爾節桿菌與藤黃微球菌進行包覆處理而得；所述陽離子聚合物是支化聚乙烯亞胺經三氟乙酸酐修飾而得。

優選的，以重量份計，所述層狀鈦酸鹽納米材料的制備方法如下：先將1份鈦酸異丙酯超聲波分散于10～12份8～10mol/L氫氧化鈉溶液中，然后轉移至水熱反應釜中，150～180℃水熱反應18～22小時，過濾，去離子水洗滌，干燥，即得所述的層狀鈦酸鹽納米材料。

優選的，以重量份計，中間產物的制備方法如下：先將1份層狀鈦酸鹽納米材料超聲波分散于6～9份去離子水中，通氮氣，加入8～10份質量濃度30～40％硫酸亞鐵水溶液，攪拌混勻，接著逐滴加入4～5份質量濃度20～30％硫化鈉水溶液反應生成硫化亞鐵，滴加完畢后持續通氮氣15～20分鐘，密封靜置20～22小時，即得所述的中間產物。