[发明专利]一种自上浮吸附剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种自上浮吸附剂的制备方法及应用。所述制备方法包括以下步骤：1）配置超纯水、无水乙醇和硅烷偶联剂KH550的混合溶液，将空心玻璃微珠放入混合溶液中，在40℃~90℃下搅拌0.5~3h，然后在50℃~120℃的温度下干燥；2）将步骤1）中干燥后的空心玻璃微珠与超纯水混合并置于氮气环境中，加入质量占反应体系总质量分数为1%~5%的过硫酸钾，在温度范围为40℃~90℃条件下搅拌5~20min；3）加入质量分数为75%的 DMC 10~30 ml和聚多巴胺20~100 ml，在温度范围为30℃~60℃条件下搅拌、反应1~5h以形成有机物接枝；将所得产品在50℃~120℃的温度下干燥得到最终产物。本发明制备的自上浮吸附剂用于印染废水处理中，吸附快速、高效且吸附容量大。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，具体涉及一种自上浮吸附剂的制备方法及应用。

背景技术

近年来，随着经济和工业的迅速发展，各种各样的合成染料，如偶氮染料、聚合物染料、蒽醌染料、三苯基甲烷染料和杂环染料等都被用于纺织染色工艺。大量的染料废水未经合理处理即被直接排放。工业染料废水连续排放到自然河流会造成严重的环境问题。合成染料能够阻碍阳光照射到水中，导致水体富营养化和动植物死亡。合成染料的毒性及致癌性对水环境和人类健康造成了严重威胁。因此，合成染料被认为是水、土壤和人类生命中有毒有害化合物之一。

目前用于去除废水中染料的方法有吸附法，离子交换法，氧化法，光化学法。相比之下，吸附法由于其成本低，操作简单，效率高，重复利用率高等特点被广泛应用。吸附法是利用一些带电荷的高分子有机物单体，在聚合作用下形成长链制备吸附剂。但是，完全依靠电荷吸引的吸附过程是一个动态平衡的过程，吸附与解吸总是同时发生的，因此采用吸附法难以彻底去除印染废水中的染料，净化效果差。

因此，如何对现有的吸附剂进行改进，增大其对染料的去除能力，使其能够彻底去除印染废水中的染料，是本领域技术人员研究的方向。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明解决的技术问题在于如何增大吸附剂对染料的去除能力，提供一种自上浮吸附剂的制备方法，实现对废水中的染料快速、高效的吸附和去除。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：

一种自上浮吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1）配置超纯水、无水乙醇和硅烷偶联剂KH550的混合溶液，空心玻璃微珠放入混合溶液中，在40℃~90℃下搅拌0.5~3h，使空心玻璃微珠表面覆盖足量的硅烷偶联剂KH550，然后在50℃~120℃的温度下干燥；

2）将步骤1）中干燥后的空心玻璃微珠与超纯水按体积比为1:1~1:3的比例混合并置于氮气环境中，加入质量占反应体系总质量分数为1%~5%的过硫酸钾，在40℃~90℃条件下搅拌5~20min以活化硅烷偶联剂KH550所带的氨基；

3）加入质量分数为75%的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC) 10~30 ml和聚多巴胺20~100 ml，在30℃~60℃条件下搅拌、反应1~5h以形成有机物接枝；将所得产品在50℃~120℃的温度下干燥得到最终产物。

其中，所述步骤1）中的空心玻璃微珠为经过预处理后的空心玻璃微珠，其预处理步骤为：将空心玻璃微珠在40℃~90℃下放入浓度为0.1~3 mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌0.5~3h，然后在50℃~120℃的温度下干燥。经过预处理后的空心玻璃微珠，由于其表面受到氢氧化钠的腐蚀而变得粗糙，便于将硅烷偶联剂KH550覆盖。并且，氢氧化钠预处理后的空心玻璃微珠具有更多的-OH，使得空心玻璃微珠上的-OH能够更好的与KH550所带的-OC₂H₅脱水缩合，从而实现硅烷偶联剂KH550对空心玻璃微珠的包覆。