[发明专利]一种用于农村饮用水处理的聚山梨酯‑羟基磷灰石纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及农村饮用水处理材料的制备技术领域，具体涉及一种用于农村饮用水处理的聚山梨酯-羟基磷灰石纳米复合材料的制备方法。

背景技术

水资源匮乏和水质持续恶化问题已经成为困扰人类生存发展的世界性难题。我国在70年代初就开始重视水资源问题，并实施水资源保护措施，目前已取得一定成效，但仍未从根本上解决问题。相比于城市的饮用水供给和饮水质量，我国农村的饮用水情况不容乐观。据农村贫困监测报告显示，我国有14. 1%的农户饮用水水源遭到污染，37. 3%的农户饮用水安全问题无法得到保障（不包含水源被污染和用水水源困难农户）。

随着农村人口的不断增加和农村经济的快速发展，农业综合开发和乡镇工业对资源的利用强度和规模日益扩大，农村环境污染和生态破坏日趋严重；由于工业废水、生活污水的排放量不断增加，水生态环境日益恶化，许多饮用水源受到污染，水质严重超标（GB5749-2006），威胁人民的身心健康，如有的农村地区因氟超标会引起氟斑牙和佝偻病。我国城市自来水普及率达到96%，改水取得明显进展。但农村自来水普及率仅为34%，在经济贫困的地区，存在安全饮用水问题的住户比例仍然较高。按国家现有饮水困难标准，目前我国农村还有3亿多人存在饮水安全问题。即使在已解决饮水困难的人口中也只是基本解决了有水喝的问题，若从饮水质量、数量和饮水安全上，特别是同全面实现小康社会目标衡量，问题依然存在。全面实现小康社会宏伟目标，不仅需要解决我国农村有水吃的问题，而且需要解决广大农民群众切身利益与健康水平的饮水安全问题。

新中国成立以来，党和政府为解决农村饮用水安全问题做了大量的工作。近年来，国家又投入大量资金实施农村饮水解困工程，解决了上亿人的饮水困难，但是由于我国农村人口众多、水资源短缺，农村供水总体水平不高，水质、水量、用水方便程度不达标等饮水安全问题依然形势严峻。据统计，到2015年年底，农村饮水不安全总人口达3亿人以上，占农村人口的30%以上。其中各类水质不安全的有2亿人以上，有相当一部分农村群众长期饮用不符合饮用水标准的高氟水、高砷水、苦咸水、高铁锰水、污染水等，同时因设施简陋、干旱引起的季节性缺水问题依然存在。改善农村水质与增加供水设施是一项必不可少的基础设施建设，在广大农村群众的日常生活和农业活动中也起着极为重要的作用。

农村饮用水中的氟、重金属、砷等物质具有毒性大，易于在生物体内富集等特性，难以用常规水处理方法去除，给人们的饮水安全和生命健康带来了巨大的威胁。近年来，人们在利用环境功能矿物材料进行重金属污水的治理方面进行了积极的探索。沸石、蒙脱石、累托石、硅藻土等矿物材料具有优良的表面特性和离子吸附与交换性能，能对重金属离子产生吸附、离子交换、沉淀、表面络合等作用，从而达到净水的目的。由于矿物材料具有来源广泛、成本低廉、工艺简单、使用方便、无需再生等优点，因此，对新型环境功能矿物材料的研究、开发和应用将有着极大的科学、社会和经济意义。

羟基磷灰石（Hydroxyapatite, Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂）是一种生物陶瓷材料，因成分与天然骨组织相似，具有良好的吸附性、生物相容性和骨传导性，以其可被应用在骨、牙组织药物载体和骨、牙填充等生物医学领域而受到广泛关注。近年来，人们通过大量研究发现，羟基磷灰石具有良好的离子吸附和交换性，是一种新型的环境功能材料。传统方法制备羟基磷灰石纳米材料的弊端是粒径不均一、比表面小、成本高等，再者就是目前单一的羟基磷灰石纳米材料的应用范围比较小且单一，吸附性能不高，因此，有必要寻找一种新型绿色的制备纳米材料的方法，并利用有机高分子物质对其进行络合，以期制备出一种新型的用于吸附农村饮用水中氟离子、砷离子的有机-无机复合纳米材料。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于农村饮用水处理的聚山梨酯-羟基磷灰石纳米复合材料的制备方法。该方法采用微波化学反应器协同新型离子液体改性制备羟基磷灰石纳米材料，并在微波辐射条件下，通过聚山梨酯对制备好的羟基磷灰石纳米材料进行有机络合，制备得到一种新型的，用于吸附农村饮用水中砷离子和氟离子的聚山梨酯-羟基磷灰石纳米复合材料。

本发明的目的通过以下技术方案来实现。

一种用于农村饮用水处理的聚山梨酯-羟基磷灰石纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）采用1-丁基-3-甲基咪唑溴盐溶液作为新型离子液体，将H₃PO₄溶液与氨水混合，搅拌均匀后，放入微波反应器中进行反应；