[发明专利]一种星型吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于污染物处理技术领域，涉及一种吸附剂及其制备方法，尤其涉及一种星型吸附剂及其制备方法，特别涉及一种基于星型结构的无机-有机杂化结构的重金属离子及微细悬浮颗粒的吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着重金属采选、冶炼、加工和产品制造等活动的日益频繁，大量重金属污染物排放在环境中，造成严重危害人类生存健康的环境污染问题。重金属与一般有机耗氧物不同，在水体中不易被微生物降解，易在各种形态之间转化、分散和富集实现离子的快速迁移，因此重金属水体污染成为目前亟待解决的问题。

在水体中重金属离子的治理工作中，科研工作者们做了大量尝试。常用的分离方法包括化学沉淀法，离子交换法，吸附分离法，膜分离法等。其中吸附分离法因其成本低、容量大、易实施、作用快等优点逐渐成为治理重金属废水污染的重要手段。常用的吸附材料包括活性炭等无机吸附材料、壳聚糖等天然吸附材料以及聚丙烯腈类合成吸附材料。然而这些吸附材料在实际应用中仍然存在着一定的局限性，如无机材料吸附选择性差，成本高，水体环境要求高，天然材料吸附容量低，水溶性高分子易造成二次污染等。因此，高性能吸附剂的研发成为目前解决重金属离子水体污染问题的关键。

CN105084502A公开了一种广谱型重金属离子高分子螯合剂的制备方法，以聚乙烯亚胺为基本骨架，在4-二甲氨基吡啶和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐催化条件下碱性接枝黄原酸钠，得到重金属螯合剂。该螯合剂对于废水中Cu²⁺，Zn²⁺，Pb²⁺等离子均表现出较高的去除率。

CN105413660A公开了一种基于纳米二氧化硅结构的高吸附重金属离子吸附剂的制备方法，以纳米二氧化硅微球为基材，通过原子转移自由基聚合技术在微球表面接枝聚合物，进而在聚合物侧链引入具有强吸附功能的二甲基氨基甲酸盐功能基团，得到纳米型重金属螯合剂。该螯合重金属螯合剂对Cu²⁺的吸附容量是2.108mmol/g，对Pb²⁺的吸附容量是1.195mmol/g。

然而，对于直链型高分子螯合剂，由于高分子长链的空间位阻及不对称效应导致功能性基团无法被充分利用，一方面产生的絮体较小，另一方面未被利用的功能基团残留的负电荷使得絮体间相互排斥，从而阻碍了絮体的快速沉降，给重金属离子与水的快速分离造成一定的困难。对于纳米型支链螯合剂，制备工艺复杂，偶联剂成本高，且吸附容量较小，纳米二氧化硅微球仅起到骨架作用，一定程度上限制了其应用范围。

CN 106032294A公开了一种用二硫代氨基甲酸盐处理有机反应中重金属离子的方法，所述利用固体DTCs螯合重金属离子形成不溶物，然后过滤除去，该方法可以使有机反应中Cu和其他重金属残留小于15ppm。但是，所述方法去除重金属离子的量还比较小，有待于进一步的提高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种星型吸附剂及其制备方法，所述星型吸附剂能够快速有效去除重金属离子及悬浮颗粒，在重金属离子污水领域具备巨大的应用潜力。

本发明所述星型结构是指从一个中心核散发出多条线型支链，即以金属氢氧化物颗粒为中心核，以聚丙烯酰胺或其共聚物高分子链为支链所呈现出的聚合物结构。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种吸附剂，所述吸附剂包括具有絮凝作用的金属氢氧化物颗粒和连接于金属氢氧化物颗粒表面的多个接枝物，所述吸附剂呈星型结构，所述星型结构以金属氢氧化物颗粒为中心，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示所示的结构：