[发明专利]一种环糊精基交联高分子吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种环糊精基交联高分子吸附材料及其制备方法。本发明以环糊精、环氧氯丙烷和多亚乙基多胺为原料，二醛为交联剂，通过反相乳液法合成高分子微球，所得材料结构中不仅存在对多种重金属离子有较强作用的胺基、亚胺基和羟基等活性基团，而且含有能与多种有机污染物形成包合物而使之除去的“内疏水外亲水”结构的环糊精结构单元，能有效去除废水中重金属离子和有机污染物，特别是重金属‑有机物复合污染物；克服了传统吸附剂一般只能有效去除废水中单一污染物，且处理效果较差、效率较低和成本较高的缺陷，可广泛应用于各类重金属、有机污染物和重金属‑有机物复合污染的处理，尤其适合除去工业废水和生活污水中的复合污染物。

技术领域

本发明涉及一种吸附材料，尤其涉及一种环糊精基交联高分子吸附材料及其制备方法。

背景技术

Hg、Pb、Cd、Cr、Mn、Ni、Cu等重金属对人、动植物和微生物等具有显著的生物毒性，是一类对环境和人类危害极大的污染物，重金属污染防治一直是国际环保界的难点和研究热点。随着工农业生产飞速发展和人们生活水平不断提高，对重金属的采选、冶炼、加工、产品制造以及应用日益增多，导致重金属废水的排放量不断增加；另一方面由于易采选、加工的重金属矿日趋枯竭，以及对重金属加工和产品制造要求不断提高，导致选冶、加工工艺日趋复杂，所需选冶、加工药剂(或助剂)种类和消耗量增加，致使排放的重金属废水污染成分日趋复杂。此外，重金属离子排入环境后也会与环境中其它污染物发生相互作用。因此，实际重金属废水污染鲜有以单一成分存在的，多以多种重金属、重金属-无机污染物和重金属-有机污染物等复合污染形式存在，以重金属-有机物复合污染较为普遍，如重金属离子与采选药剂、染料、酚类和抗生素等形成的复合污染物。由于重金属易与其它成分发生交互作用形成更复杂、污染更严重的复合污染，因此，治理难度更大。而已研发的重金属废水处理方法，如化学沉淀法、螯合絮凝法、铁氧体法、离子交换法、膜过滤、浮选法、电化学方法和吸附法等主要是针对重金属离子的去除，鲜有综合考虑共存成分，特别是共存有机污染物的去除。这些处理方法本身是针对重金属处理，对共存有机物污染兼顾少，因此，在处理方法和方案设计上存在不足。这个问题导致研发的重金属废水处理方法在实际应用中效果欠佳，实用性差。为进一步提高对实际重金属废水的处理效果，从根本上解决重金属废水污染的治理问题，亟需从复合污染的角度研发兼顾重金属和有机污染物去除，特别是同步去除重金属和有机污染物的新型高效处理方法和技术。因此，开展环糊精基交联高分子吸附材料的设计合成，实现对废水中重金属和有机污染物的同步去除对推进重金属废水的高效处理具有重要实际应用价值。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种环糊精基交联高分子吸附材料及其制备方法。该吸附材料既有优异的吸附去除重金属离子的能力又有良好的吸附有机污染物的性能，能实现对废水中重金属和有机污染物的同步去除，且安全无毒，适应范围广；其制备方法工艺简单、可靠，反应易于控制，操作方便，收率高，制造成本低，三废排放少，且易于推广、普及和实现产业化。

本发明的技术方案为：

一种环糊精基交联高分子吸附材料，以环糊精、环氧氯丙烷和多亚乙基多胺为原料，二醛为交联剂，采用反相乳液法合成高分子微球，外观为淡黄色至黄色的球形颗粒。

上述的环糊精基交联高分子吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将环糊精和去离子水加入到反应器中配成环糊精的质量分数为15～25％的溶液，再按环糊精和碱的摩尔比为1∶30～50，将碱加入到反应器中溶解；

(2)在步骤(1)所得溶液中加入乳化剂和油相，水相油相体积比为1∶4～12，乳化剂与油相质量体积比为1∶15～25g/mL，超声波辅助搅拌30min后，升温至60～70℃；