[发明专利]一种黄土衣康酸共聚物吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种黄土衣康酸共聚物吸附剂的制备方法，尤其涉及一种黄土与衣康酸、甲基丙烯酸β-羟乙酯及N-乙烯基吡咯烷酮共聚物吸附剂的制备方法；本发明同时还涉及该复合物吸附剂在脱除水中的重金属铜离子和孔雀石绿染料的应用。

背景技术

近年来随着工农业的快速发展，导致了地下水的严重污染，已对人类的生存安全构成严重威胁。其主要污染有无机阴离子、金属离子、人造有机化学污染等。重金属污染的主要来源为冶金、化学生产、电镀、电池业、造纸业、陶瓷、油漆类等行业。重金属离子由于其不易降解和持久性，易随食物链富集转移，从而导致很多疾病的发生。铜是一种常见的金属盐污染物，能通过电镀、印刷电路板制造、拉丝、铜抛光、涂料制造、木材防腐剂和印刷行业等进入水体。人体如摄入大剂量的铜可导致严重的粘膜刺激和腐蚀作用，及大量的毛细血管损伤、肝、肾损伤和对中枢神经系统的刺激。染料废水主要来源于纺织、印染、纸浆等行业，因其毒性高、排放量大等成为最难处理的废水。染料废水的排放会影响食物链的循环及水体生物，容易引起皮肤过敏和应变性皮炎。孔雀石绿被广泛用于制陶业、纺织业、皮革业、水产养殖中。但其对生殖系统、免疫系统具有高毒、高残留和致癌、致畸、致突变等副作用。因此，对孔雀石绿废水的处理研究十分重要。

目前用于废水处理的方法有电解法、絮凝沉淀法、光催化氧化法、生物法、吸附法等。其中吸附法成本低、简单易操作、无毒且吸附材料具有再利用等优点。以天然材料制备的吸附剂由于其低成本和可降解性，已成为处理污水行业研究和应用的热点。黄土是一类资源丰富、无毒、无二次污染、廉价的硅酸盐类矿物天然水处理材料。但直接利用黄土吸附剂时，由于其吸附容量小、选择性低，使其在废水处理中的应用受到限制。因此，为使黄土达到人们所预期的吸附功能，需对黄土进行改性。目前对黄土的改性主要有酸化处理、小分子或高分子改性。而用生物相容性高分子改性黄土的报道甚少。

发明内容

本发明目的是针对现有技术中黄土及共聚物吸附剂存在的缺陷，提供一种黄土衣康酸共聚物吸附剂的制备方法；

本发明另一目的是提供该黄土衣康酸共聚物吸附剂对水中的重金属离子和染料分子的脱除性能和应用。

一、黄土衣康酸共聚复合物的制备

本发明黄土衣康酸共聚物吸附剂的制备，是将黄土与具生物相容性的功能单体衣康酸、甲基丙烯酸β-羟乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮进行原位聚合，在黄土表面引入一些活性官能团，从而赋予黄土新的功能。其具体制备工艺如下：

将1~20g黄土分散在5~80mL蒸馏水中形成黄土浆液；将1~10g衣康酸溶于5~40mL蒸馏水中，并加到上述黄土浆液中，搅拌分散均匀；再加入甲基丙烯酸β-羟乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮各4~20g，继续搅拌分散；加入交联剂，通惰性气体后，升温至50~90℃；加入引发剂，继续搅拌反应5~8h；反应产物经洗涤、干燥，得到黄土衣康酸共聚物吸附剂（LC-PIHN），即生物相容性高分子改性黄土吸附剂。

二、黄土衣康酸共聚物吸附剂的结构、形貌表征

下面通过扫描电镜（SEM）、红外图谱（FT-IR）、热重（TG）分析等对本发明黄土衣康酸共聚物吸附剂的结构、形貌进行表征。

1、SEM分析

图1、2分别为天然黄土（LC）与本发明制备的黄土衣康酸共聚物的SEM图（放大10000倍）。由图1可见，黄土的表面结构主要呈团聚状，比较平整，有大小形状不同的空隙，说明黄土具有一定的吸附能力；通过衣康酸，甲基丙烯酸β-羟乙酯，N-乙烯基吡咯烷酮单体改性后的复合物（图2）表面形貌发生了显著变化，其表面形成一层无定形的聚合物膜，黄土颗粒得到了一定的分散，表面更加疏松，有大量的不规则孔洞，比表面积进一步增大，从而更有利于对重金属离子和染料的吸附。

2、FT-IR分析