[发明专利]腐殖酸/凹凸棒土磁性复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种腐殖酸改性磁性凹凸棒土复合材料的制备方法及其应用。本发明的腐殖酸改性磁性凹凸棒土与凹凸棒土相比，不仅能实现快速有效地去除水中的心得安，又能在一定程度上抗水中腐殖酸的干扰。本发明制备的腐殖酸改性磁性凹凸棒土对水中的心得安能够快速有效地吸附水中的心得安，并且铁流失量很小，具体为腐殖酸改性磁性凹凸棒土在1h之内就能够快速有效地吸附水中的心得安，并且吸附量高于四氧化三铁和磁性凹凸棒土。在pH＝4‑9的条件下，铁流失量不大于0.017mg/L，这证明了制备的材料在反应过程中是稳定的。本发明的腐殖酸改性磁性凹凸棒土复合材料不仅能有效去除水中心得安，而且制备过程简单，价格低廉，对环境无二次污染，因此具有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于环境功能材料制备领域，具体涉及一种腐殖酸/凹凸棒土磁性复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

近年来，由于我国经济的快速发展，对各种资源的需求不断加大，其中水资源的开发及大量污染物的排放，使得水污染问题越来越严重。日益严重的水污染问题不仅降低了水体的使用功能，还加剧了水资源短缺的矛盾，而且大量的污染物进入水体中，会对水生生物和人体健康带来非常严重的危害。由于药物的频繁使用，人或动物的排泄及废弃药物不合理的处置，污水处理技术的不完善等导致水环境出现了药物污染的现象。药物和个人护理品(Pharmaceutical and Personal Care Products，PPCPs)在环境介质中的残留已被广泛报道。这些物质具有很强的持久性和潜在的生物累积性，一旦流失到环境受纳体中，可以诱发土壤或水生栖息物等的物化或生化功能的改变。PPCPs特殊的物化性质以及被大量使用的现状，给生态环境和人类健康带来了一定的潜在危险。

β阻断剂作为一类重要的药物，广泛用于治疗心绞痛，高血压，心脏病等疾病，促使β阻断剂的销量非常的大。由于它们在人体内的保留率较低，并且排除体外后，一般的水处理过程不能完全去除它们，使得这一类药物广泛存在于污水厂的出水及地表水中。β阻断剂在环境中作为一类新兴污染物，当它们在低浓度时就会对水生生物产生很大的危害。心得安是β阻断剂中毒性最大的一种，因此有效去除水中的心得安是我们迫切需要研究的方向。

我国拥有大量优质、廉价、易开采的凹凸棒土资源，由于凹凸棒土具有很大的比表面积、较强的阳离子交换能力，并且表面带有剩余负电荷，故常常用它吸附去除水中的重金属和阳离子型污染物。天然凹凸棒土中，凹凸棒石晶体间和自然孔道内填充有碳酸盐类胶结物，导致晶体颗粒团聚，使其孔道结构、表面形态以及晶体堆积状态都处于无规则状态，这削弱了其整体的物化性能，从而影响到凹凸棒土的吸附性能。在实际应用中，为了改善凹凸棒土的吸附效果，通常在使用前对凹凸棒土进行适当的酸化改性。研究者曾经研究过几种改性凹凸棒土(壳聚糖改性凹凸棒土，硅烷偶联剂改性，氨基改性凹凸棒土)对心得安的吸附，但是发现酸化凹凸棒土对心得安的吸附效果最好，研究发现，负载了上述基团以后，材料在不同pH下的电位都呈现增加趋势，可能原因是负载以后凹凸棒土表面的负电荷减少，不利于阳离子型污染物心得安的吸附。但是酸化凹凸棒土虽然对心得安有很好的吸附效果，但是分离起来比较困难。基于此，研究者前期制备了磁性凹凸棒土来解决分离的问题，但是研究发现凹凸棒土负载上磁性四氧化三铁以后对心得安的吸附效果下降了。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中天然凹凸棒土对心得安的吸附效果较差且回收效率和再生效率低等技术缺陷，提供一种腐殖酸/凹凸棒土磁性复合材料的制备方法及其应用。本发明在对凹凸棒土进行磁性改性的同时，在负载上一种能提高磁性凹凸棒土吸附效果的物质；前期研究发现，腐殖酸对心得安有一定的吸附能力本发明提出了制备一种腐殖酸/凹凸棒土磁性复合材料。研究结果表明，本发明制备的材料对心得安有良好的吸附效果，并且可以实现快速分离，本发明优化了凹凸棒土对心得安的吸附性能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种腐殖酸/凹凸棒土磁性复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：