[发明专利]一种碳纳米管复合WO3绿色深度水处理剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理剂领域，特别涉及一种碳纳米管复合WO₃绿色深度水处理剂的制备方法。

背景技术

全球仅约10％的水是直接为人类所用。最大的份额，70％用于农业，剩余的20％为工业用。中国的排污约为全球的20％，而它只得到全球的5％的新鲜水。因此，解决污染问题已列入议事日程。在纺织印染、皮革、造纸行业加工过程中，大量使用了污染环境和对人体有害的助剂，这些助剂大多以液体的形态排放而污染环境，生物降解性差，毒性大，游离甲醛含量高，重金属离子的含量超标。其中，印染湿整理更是无可争议地成为水污染大户。从上浆开始到退浆、水洗、练漂、丝光，然后染色印花、可能还需涂层，按此流程每道工序都涉及水洗，而每道工序每千克材料需20L耗水。结果是湿整理过程中每千克原棉的用水量加起来多达200L。当一件标准的男式衬衣定制后在商店橱窗展示时，超过2000L水在生产加工它时被用掉了(布料：纯棉，125g/m)。

目前使用的处理废水的方法主要有：物理分离法、生物降解法、化学分解法，但这些方法都存在一定的局限性，不利于可持续发展。因而，人们开始致力于开发高效、低能耗、适用范围广和有深度氧化能力的污染物清除技术。近年来，很多学者将WO₃用于光催化降解水中有机污染物，将WO₃负载到碳纳米管上，制备高效的光催化剂成为当前研究的热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种碳纳米管复合WO₃绿色深度水处理剂的制备方法，该方法操作简单，成本低廉，对设备的要求低；水处理剂适用于各种废水的深度处理，环保无二次污染。

本发明的一种碳纳米管复合WO₃绿色深度水处理剂的制备方法，包括：

(1)将碳纳米管在H₂SO₄和HNO₃混合液中室温超声反应30～60min，水洗到中性，室温真空烘干，得到羧基化碳纳米管；然后将羧基化碳纳米管分散到过量二乙烯三胺中，加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯，40～50℃反应5～6h，乙醇洗涤，室温真空烘干，得到氨基化碳纳米管；然后将氨基化碳纳米管超声分散到水和丙酮的混合液中，调节pH值为5～6，冰水浴滴加2,4,6-三氟-5-氯嘧啶，调节pH值为6～6.5，20～30℃超声反应24～48h，乙醇洗涤，水洗，室温真空烘干，辐照(在222nm准分子紫外光源下辐照3min)得到反应型碳纳米管；

(2)将纳米WO₃、稳定剂、模板剂和步骤(1)中的反应型碳纳米管加入到磷酸盐缓冲液中，搅拌30～60min，形成悬浊液；其中，纳米WO₃与反应型碳纳米管的质量比为1:5～1:20；

(3)用碱性溶液调节pH值为5～6，加热至80～100℃回流6～24h并过滤，得到碳纳米管复合WO3绿色深度水处理剂。

所述步骤(1)中的碳纳米管与H₂SO₄和HNO₃混合液的比例为10～20g:4L；其中，H₂SO₄和HNO₃的体积比为1:1～5:1。

所述步骤(1)中的羧基化碳纳米管与2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸的质量比为5～8:0.1～0.6。

所述步骤(1)中的氨基化碳纳米管与水和丙酮的混合液的比例为4～4.5g:1L；其中，水和丙酮的体积比为3:1～5:1。

所述步骤(1)中的氨基化碳纳米管与2,4,6-三氟-5-氯嘧啶的质量比为4～4.5:4～6。

所述步骤(1)中采用碳酸钠溶液调节pH值。

所述步骤(2)中的纳米WO₃浓度为0.01～0.2mol/L。

所述步骤(2)中的稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠、丁烷四羧酸中的一种；稳定剂浓度为0.01～0.1mol/L。

所述步骤(2)中的模板剂为质量比1：3的三嵌段聚醚P123和三嵌段共聚物F127的混合物；模板剂浓度为0.01～0.1mol/L。

所述步骤(2)中的磷酸盐缓冲液由浓度0.025～0.05mol/L磷酸二氢钠和0.05～0.1mol/L磷酸氢钠组成。