[发明专利]一种重金属离子吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种重金属离子吸附材料，是以如下重量份的组分为原料制备而成的：环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物50‑60份，超支化聚乙烯亚胺20‑30份，氧化石墨烯5‑10份。所述重金属离子吸附材料的制备方法包括如下步骤：按重量配比将所有原料加入螺杆挤出机中，在230℃‑250℃条件下共混挤出成型，得到重金属离子吸附材料。本发明公开的重金属离子吸附材料具有成本低廉、对重金属离子吸附效果好、吸附容量大、易脱吸附的优点。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种适用于高效吸附废水中重金属离子的材料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展及全球工业化进程的推进，矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业中生产活动逐年增加，环境问题日益突出，大量富含重金属离子的废水接踵而来，这些重金属离子在水中不可自降解，并会通过食物链在生物体内富集，对人类的生存环境、生态和健康构成了很大的威胁，制约着经济的发展和社会的进步，成为了阻碍社会发展的一大屏障。因此，寻求有效措施去除以及富集回收废水中的重金属离子成为当前全球环保领域面临并亟待解决的问题之一。

目前，对重金属离子污染水体的治理方法主要包括：化学沉淀法、电化学法、交换树脂法、吸附法、膜分离法、光催化法和超临界流体萃取法。工业上多采用化学沉淀法，但化学沉淀法易导致二次污染，对低浓度的重金属离子处理不彻底，难以应用于治理流动水体；电化学法耗电量大，不太适合大批量处理；离子交换树脂法可以将重金属离子转移到树脂上，但树脂和重金属离子难以分离，无法实现树脂和重金属离子的循环利用；膜分离法虽然处理效率高，但是膜材料的处理成本很高；光催化法是一种环境友好型的处理方法,但成本较高，效率很低；超临界流体萃取法虽然流程简单，萃取速度快，能耗低，但成本太高，而且无法实现大规模的污水处理。吸附法是目前应用最多，操作最简单，处理效果最理想的一种重金属离子处理方法。但现阶段市场上的吸附材料或多或少存在吸附容量较低、再生性不好、价格昂贵的缺陷。

因此，开发一种价格低廉，对重金属离子吸附效果好、吸附容量大、易脱吸附的新型吸附材料势符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种重金属离子吸附材料及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，对设备依赖性不大，适合工业化生产；通过所述制备方法制备得到的重金属离子吸附材料克服了现有技术中重金属离子吸附材料存在的价格昂贵，吸附效果不好，吸附容量不大，难脱吸附，设备复杂，易造成二次污染，运行成本高，废物难处理的缺陷，具有成本低廉、对重金属离子吸附效果好、吸附容量大、易脱吸附的优点。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种重金属离子吸附材料，是以如下重量份的组分为原料制备而成的：环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物50-60份，超支化聚乙烯亚胺20-30份，氧化石墨烯5-10份。

优选地，所述环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物的制备方法，包括如下步骤：将烯丙基葫芦脲、烯丙基-β-环糊精、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、引发剂和乳化剂溶于高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下65-75℃搅拌反应3-4小时，后在水中沉出，过滤，再置于真空干燥箱100-110℃下烘12-15小时，得到环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物。

优选地，所述烯丙基葫芦脲、烯丙基-β-环糊精、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、引发剂、乳化剂、高沸点溶剂的质量比为1:1:(3-4):(0.03-0.05):(0.04-0.06):(12-15)。

较佳地，所述烯丙基葫芦脲为预先制备，制备方法参考：ACS Nano 2012,6(4),2960-8DOI:10.1021/nn204123p；所述烯丙基-β-环糊精购自山东滨州智源生物科技有限公司。