[发明专利]多功能复合型重金属离子吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多功能复合型重金属离子吸附剂及其制备方法。利用优质膨润土制成CBT，用淀粉或木粉、竹粉制成CSt，将CSt和CBT层插复合，再加交联剂及甲基丙烯酸甲酯与CSt、CBT层插复合物充分混合，以硝酸铈铵和APS‑TU等类氧化还原试剂组成双引发体系，引发MMA在CSt、CBT分子骨架上接枝，将产物用NH₂NH₂或NH₂OH把CSt、CBT接枝PMMA共聚物转化为多功能复合型重金属离子吸附剂，全过程不排废气、废渣、废水，原料来源丰富，成本低廉，工艺简单，产品用在环保治理重金属污染水方面效果良好。

技术领域

本发明属于精细高分子材料或环境污染治理材料技术领域，具体涉及一种多功能复合型重金属离子吸附剂及其制备方法，适用于电镀、金属加工、矿山废水、农业用含重金属离子废水的处理。

背景技术

众所周知，环境污染与治理是我国政府和人民十分关切的大事，据国家环保部和国土资源部在2014年公布的《全国土壤污染状况调查公报》指出，全国土壤环境状况总体不乐观，部分地区土壤污染严重，主要污染物为铬、镍、铜、砷、汞、铅等重金属离子，而含有重金属离子的废水对环境生态系统和国人的健康、农林果蔬业、畜牧业的安全造成了严重的危害。

传统的重金属废水的处理方法主要有吸附、浮选、化学沉淀、溶剂萃取、反渗透、离子交换、化学氧化还原、电化学处理等，而首选的是吸附法。即针对污水性质选择合适的吸附剂，该法效率高、操作容易，与其它方法比较成本较低，特别是处理大容量、浓度较低的含重金属离子的废水，效果显著，一些贵金属离子还可回收利用。

针对国内目前应用的重金属离子吸附剂的类型、效果等现状及国家的要求，有必要提出一种多功能、复合型重金属离子吸附剂及其制造工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种原料来源丰富、材料成本低廉、吸附效果良好、制备过程不需热源且无三废排放的多功能复合型重金属离子吸附剂。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：多功能复合型重金属离子吸附剂，包括如下重量份的原料：交联膨润土40～60份；交联粉状物40～60份；甲基丙烯酸甲酯20～60份；N,N'-亚甲基双丙烯酰胺0.02～0.2份；硝酸铈铵0.001～0.01份；氧化还原引发剂0.04～0.5份；盐酸羟胺或水合联氨1～4份；

其中，所述交联粉状物为淀粉、木粉或竹粉中的一种或两种以上任意比例的混合物交联制得。

所述交联膨润土采用如下方法制得：将三氯化铝溶于水中，用NaOH水溶液滴定至pH＝4，制得氯化铝溶液，留待备用；将膨润土分散在水中，搅拌均匀，制得膨润土分散液；将制得的氯化铝溶液加入膨润土分散液中，不断搅拌，至混合液出现浑浊，静置，得沉淀，过滤，将沉淀物烘干，粉碎成小颗粒状,即制得交联膨润土。

所述交联粉状物采用如下方法制得：将淀粉、木粉或竹粉分散在水中，制得质量浓度为20～50％的粉状物分散液；加入环氧氯丙烷和氯化钠充分搅拌成浆状，用NaOH水溶液调节pH至10，充分搅拌6～10h，用盐酸中和至pH＝7，过滤，洗涤、烘干得颗粒状产物，即制得交联粉状物。

作为优选，所述交联淀粉为交联木薯淀粉或交联红薯淀粉。

作为优选，所述氧化还原引发剂为过硫酸钾与尿素、过硫酸钾与硫脲、过硫酸铵与尿素、过硫酸铵与硫脲、或过硫酸铵与亚硫酸氢钠。

本发明还提供了上述多功能复合型重金属离子吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、制备交联膨润土