[发明专利]一种包埋碳素材料的高分子凝胶球的制备工艺

说明书

技术领域

本发明公开了一种包埋碳素材料的高分子凝胶球的制备工艺。

背景技术

中国环境状况公报显示，目前，我国长江，黄河，珠江，松花江，淮河，海河，辽河7大水系的重点监测断面中，有近40%断面水质为v类或劣v类，存在严重的环境隐患。工业废水对环境造成极大破坏，大量含酚废水的排放对水生生态系统造成明显的危害。含酚废水来源广泛，主要来自焦化、树脂、煤气、香料、绝缘材料、石油炼制等工业部门以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酞胺纤维、合成染料、有机农药和酚醛树脂生产过程，人工合成的有机物质如农药、酚、醛等主要通过石油化工的合成过程及产品使用过程中排放出的污水，不经处理排入水体而造成污。大气中的酚类可以通过湿沉降的途径进入水体。。吸附法去除苯酚，不需要庞大的构筑物，简便易行。此法依据吸附剂的巨大比表面积来进行吸附，而随着吸附剂颗粒粒径减小，其比表面积增大的同时，吸附剂也存在了易飞散、不易固定的缺点，且吸附剂往往不具备选择性吸附性能。众所周知，粉末活性炭及碳纳米管作为大比表面积的吸附剂，其吸附性能优异，但是它粒径小，不易固定，对有机污染物没有选择性吸附性能，且吸附过程中回收困难，碳纳米管同时还存在一定的生物毒性。因此开发高效安全的吸附剂具有重要的现实意义和实用价值。

为了克服上述问题，本发明设计一种包埋碳素材料的高分子凝胶球的制备工艺，采用包埋固定技术，将碳素材料（粉末活性炭和碳纳米管）的高吸附性能与高分子材料的包埋固定性能相结合，去除废水中的苯酚。将具有优异吸附性能的粉末吸附剂进行包埋固定，在不影响吸附效率的同时，也为粉末吸附剂的再生及避免潜在的生物毒害做了准备，并预通过改变包埋条件，使其具有选择性的吸附性能，增大其有效的吸附容量。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明一种包埋碳素材料的高分子凝胶球的制备工艺。其技术方案是一种包埋碳素材料的高分子凝胶球的制备工艺，其特征：以海藻酸钠、聚乙烯醇为包埋剂，通过交联反应制备成凝胶球，对粉末活性炭和碳纳米管进行包埋固定，制取包埋碳素材料的高分子凝胶球作为工业废水处理用的吸附剂。

具体工艺流程：粉末活性炭体、碳纳米管置于干燥箱中100℃干燥12小时，密封备用。称取一定量的聚乙烯醇，加蒸馏水于70℃下加热溶解，冷却后，添加适量海藻酸钠，配制成海藻酸钠溶液质量分数与聚乙烯醇溶液质量分数均为1%的混合溶液，并采用机械搅拌与超声分散相结合的方法将0.059粉末活性炭、碳纳米管分别均匀分散于其中，滴入质量分数2%的CaCl₂溶液中，通过12小时固化，用大量水冲洗，于蒸馏水中浸泡备用。

本发明的特点是：本发明改进后的吸附法因其不需庞大的构筑物，具有投资少，效果好的优点。将具有优异吸附性能的粉末吸附剂进行包埋固定，在不影响吸附效率的同时，也为粉末吸附剂的再生及避免潜在的生物毒害做了准备，并预通过改变包埋条件，使其具有选择性的吸附性能，增大其有效的吸附容量。通过凝胶包埋法将优越吸附性能的碳素材料包埋具有以下特点：方法简便，吸附剂与单体或聚合物一起聚凝，被包埋在形成的聚合物之中；条件温和，可选用不同的聚合物载体，不同的包埋系统和条件；稳定性好；交换容量高等。因此本发明的包埋碳素材料的高分子凝胶球显著提高吸附性能，可处理印染废水、含重金属废水、含酚废水阴、难降解有机废水，可有效降解废水中的氮、磷、氰等，具有广阔市场前景。

具体实施方式

一种包埋碳素材料的高分子凝胶球的制备工艺，其特征：以海藻酸钠、聚乙烯醇为包埋剂，通过交联反应制备成凝胶球，对粉末活性炭和碳纳米管进行包埋固定，制取包埋碳素材料的高分子凝胶球作为工业废水处理用的吸附剂。

具体工艺流程：粉末活性炭体、碳纳米管置于干燥箱中100℃干燥12小时，密封备用。称取一定量的聚乙烯醇，加蒸馏水于70℃下加热溶解，冷却后，添加适量海藻酸钠，配制成海藻酸钠溶液质量分数与聚乙烯醇溶液质量分数均为1%的混合溶液，并采用机械搅拌与超声分散相结合的方法将0.059粉末活性炭、碳纳米管分别均匀分散于其中，滴入质量分数2%的CaCl₂溶液中，通过12小时固化，用大量水冲洗，于蒸馏水中浸泡备用。