[發明專利]一種污泥陽離子吸附劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202310073959.7
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116196897A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 李玉;郭亞麗;方寧;李文浩;胡寧寧;王先愷
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司;上海勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F11/147;C02F11/00;C02F101/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

本發明涉及環境污染治理技術領域，特別是涉及一種污泥陽離子吸附劑及其制備方法。本發明提供的制備方法包括將丙烯酰胺與明膠?TiO₂復合材料反應以獲得陽離子吸附劑。本發明中的吸附劑有效改善了吸附材料的機械強度，解決了其吸水膨脹問題；同時吸附劑中含有豐富的具有螯合作用的官能團結構，為陽離子提供了更多的結合位點；聚丙烯酰胺的引入，使吸附劑具有優異的絮凝效果，同時半互穿網絡結構具有比單網絡結構聚合物更強的穩定性與架橋能力。所制備的陽離子吸附劑選擇性強，吸附去除率高、操作簡便快捷，對污泥中的Pb(II)、Ni(II)等離子去除效果良好。

技術領域

本發明涉及環境污染治理技術領域，特別是涉及一種污泥陽離子吸附劑及其制備方法。

背景技術

重金屬為代表的陽離子污染物作為引起環境污染的重要因素之一，因其不易降解，成為突出的問題。重金屬固化穩定是底泥處理和處置的重要需求。如何改善環境、減少重金屬污染對人類以及生態系統的影響成為亟待解決的問題。因此，采用適當的方法去除污泥中含有的陽離子污染物對于減輕水污染及實現污泥資源化利用具有重要的現實意義和應用價值。

目前，最為廣泛的處理底泥中重金屬的方法是通過添加重金屬吸附劑，與底泥中重金屬作用，形成不溶態化合物，從而降低金屬溶出率。相對于傳統合成吸附劑而言，天然高分子基吸附劑(通常以凝膠或膜的形式存在)具有來源廣泛、與污染物的反應活性高、處理效果佳、易分離等特點，在重金屬處理及回收方面具有獨特的優勢，成為目前重金屬及有機染料吸附劑研究的重點。

天然生物材料因其來源廣、可再生、可降解和安全環保等優點受到人們的關注。明膠是一類易于獲得的天然生物高分子，具有成本低廉、來源豐富、環境友好等優點。明膠分子中存在-OH、-NH₂和COO^-基團，能提供與金屬離子的結合位點，是一類優良的天然生物吸附劑，在環境治理領域受到了廣泛關注。但是直接使用明膠做吸附劑存在水溶性大、易于流失、機械強度不高等問題，使其處理效果十分有限。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種陽離子吸附劑及其制備方法，用于解決現有技術中直接使用明膠做吸附劑存在水溶性大、易于流失、機械強度不高的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種陽離子吸附劑的制備方法，所述制備方法包括將丙烯酰胺與明膠-TiO₂復合材料反應以獲得所述陽離子吸附劑。

優選地，所述制備方法包括如下步驟：

1)明膠-TiO₂復合溶液制備：

1A)將TiO₂與明膠在酸性環境中混合；優選的，將分散于酸溶液中的TiO₂與酸性明膠溶液混合；

1B)將環氧基三甲氧基硅烷和硅烷偶聯劑與步驟1A)的體系混合，調整pH，反應得到明膠-TiO₂復合材料；

2)陽離子吸附劑制備：將丙烯酰胺和引發劑與步驟1)中明膠-TiO₂復合材料混合反應后，經分離得到所述陽離子吸附劑。

本發明還提供一種陽離子吸附劑，所述陽離子吸附劑通過前述制備方法獲得。

本發明還提供前述陽離子吸附劑在在吸附重金屬離子或絮凝脫水中的用途。

本發明還提供一種吸附污泥中重金屬離子或絮凝脫水的方法，所述方法為向污泥中加入前述的陽離子吸附劑。