[发明专利]一种纤维素/水辉石杂化复合材料净化含酚有机废水的方法

说明书

本发明属于水污染防治技术领域，具体涉及一种纤维素/水辉石杂化复合材料净化含酚有机废水的方法。本发明纤维素/水辉石杂化复合材料由2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙烷磺酸接枝的醋酸邻苯二甲酸纤维素与水辉石在乙醇的水溶液中超声杂化而成。本发明纤维素/水辉石杂化复合材料可用于去除有机废水中的含酚物质，对含酚物质的去除率高、且吸附量远远高于传统活性炭，具备工业化应用前景。

技术领域

本发明属于水污染防治技术领域，具体涉及一种纤维素/水辉石杂化复合材料净化含酚有机废水的方法。

背景技术

随着工业迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。高浓度有机废水种类很多，如焦化废水、制药废水、纺织/、印染废水、石油/化工废水等。制药废水中通常含有芳胺、苯酚、酚的同系物以及萘、蒽、苯并芘等多环类化合物，及氰化物、硫化物、硫氰化物等。

含酚废水是典型的一类有机废水，因为其造成水生生物大量死亡、抑制微生物群落、导致动物致癌等，所以目前含酚废水的排放标准非常严格，城市污水厂排入地表水的水质标准中规定挥发酚含量低于0.5mg/L。目前对含酚废水的处理方式有萃取法、化学氧化法、化学沉淀法、物理吸附法、电解法、生化法等。其中物理吸附法研究和应用较多，尤其是采用活性炭来吸附含酚废水(化工进展，2018,37(2)：744-751，活性炭吸附处理含酚废水的研究进展)，但是由于活性炭的来源不同，使得其性能差别较大；而且活性炭对含酚废水的吸附量往往较小。

纤维素是世界上最丰富的一种可再生高分子自然资源，纤维素与半纤维素、木质素以结合或半结合的方式存在于植物细胞中。由于纤维素分子之间因为羟基的氢键作用而具有很强的相互作用力，而且纤维素分子链上具有大量羟基存在，所以纤维素具有较强的反应活性。

水辉石又名硅酸镁锂，是非金属复合纳米材料。硅酸镁锂即水辉石是重要蒙皂石类矿物之一，具有2：1型层状晶体结构。它具有优良的亲水膨胀性和悬浮触变性，能在水中很好地分散。

虽然目前现有技术中已经有报道采用纤维素来处理废水，如CN104710038A中公开了一种利用纤维素基絮凝剂混凝脱色印染废水的方法，但是其仅仅起到了吸附有色物质的作用，即色度去除率取得了良好效果，但为能解决废水中无色物质，如酚类物质。

采用水辉石与纤维素复合杂化来去除有机废水中的含酚物质未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用纤维素/水辉石杂化的复合材料来去除有机污水中的含酚物质，本发明以水辉石和接枝改性的醋酸邻苯二甲酸纤维素进行杂化复合制备出纤维素/水辉石杂化的复合材料，可用于去除有机废水中的含酚物质，对含酚物质的去除率高、且吸附量远远高于传统活性炭，具备工业化应用前景。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种纤维素/水辉石杂化复合材料的制备方法，所述纤维素/水辉石杂化复合材料由2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸接枝的醋酸邻苯二甲酸纤维素与水辉石在乙醇的水溶液中超声杂化而成。

根据本发明所述的纤维素/水辉石杂化复合材料的制备方法，其具体步骤为：

1)水辉石纳米材料的制备：

1-A)氟化锂水溶液中加入氢氧化镁，40-50℃下搅拌2-3h得第一混合液；

1-B)将第一混合液滴加到硅溶胶中，35-40℃下搅拌成均匀混合物，然后升温回流反应16-18h得水辉石分散液；

1-C)将水辉石分散液降温至室温，离心，收集滤饼置于0.5％V油酸的甲苯溶液中，于80-90℃下超声分散1-2天，降温、离心，收集滤饼于在空气氛围下以5℃/min的升温速率升温至150-180℃，最后保温干燥5-6h得水辉石纳米材料；