[发明专利]一种用于除去水中重金属离子的复合材料

说明书

本发明公开了一种用于除去水中重金属离子的复合材料，包括生物吸附材料和光催化复合材料，生物吸附材料和光催化复合材料的质量比为1:2‑3；所述生物吸附材料为改性丝瓜络，丝瓜络用环氧氯丙烷和四乙烯五胺进行改性，光催化复合材料为具有包覆结构的改性氮化碳，改性氮化碳为负载有TiO₂颗粒的氮化碳。本发明的复合材料包括生物吸附材料和光催化复合材料，能够通过静电吸附、螯合、络合等作用去除水中的重金属离子，去除方式多样化，处理效果好；同时，在自然光照条件下也能够催化降解水体中的有机污染物，最终降解生成无机小分子物质，实现对水体的有效净化。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体地，涉及一种用于除去水中重金属离子的复合材料。

背景技术

随着经济的发展，工业用水成倍增加，废污水的排放量大大幅增加。工业废水，特别是表面处理废水，涉及到各种重金属离子，重金属离子由于易与蛋白结合从而导致细胞损伤，因此含重金属离子的废水排放严重危害人类健康。在生物体中，重金属离子存在富集作用，被动、植物吸收的重金属不会随着其自身代谢而分解，而是随着食物链逐级被吸收，最终被高级生物和人类吸收。

废水中重金属离子处理的方法主要有：离子交换法、不溶性复合物法、空气浮选法、化学沉降法以及吸附法。单一的重金属离子处理方法的处理效果并不是很理想。

专利号为CN201410010474.4的中国专利公开了一种锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物对重金属离子的吸附方法，其主要是采用锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物混合对废水进行物理吸附以达到吸附重金属离子的目的。该方法存在处理方式单一、处理效果不理想的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于除去水中重金属离子的复合材料，包括生物吸附材料和光催化复合材料，能够通过静电吸附、螯合、络合等作用去除水中的重金属离子，去除方式多样化，处理效果好；同时，在自然光照条件下也能够催化降解水体中的有机污染物，最终降解生成无机小分子物质，实现对水体的有效净化。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于除去水中重金属离子的复合材料，包括生物吸附材料和光催化复合材料，生物吸附材料和光催化复合材料的质量比为1:2-3；

所述生物吸附材料由如下方法制备：

(1)丝瓜络碱化；

(2)将碱化后的丝瓜络与环氧氯丙烷按照质量之比为10:3-4混合，加入到装有N,N-二甲基甲酰胺的三口烧瓶中，置于88℃恒温磁力搅拌器中，250r/min磁力搅拌反应65-75min，再逐滴加入与环氧氯丙烷同物质的量的四乙烯五胺，120r/min搅拌反应70-80min；

(3)反应完成后过滤，依次用无水乙醇、蒸馏水将滤渣洗涤至中性，最后放入70℃恒温烘箱干燥至恒重，制得生物吸附材料；

所述光催化复合材料由如下方法制成：

(1)将氮化碳氧化制备氧化氮化碳；

(2)将氧化氮化碳分散于去离子水中，得到质量浓度为2.5mg/mL的氧化氮化碳分散液；将50mL氧化氮化碳分散液倒入三口烧瓶中，加入0.03g十二烷基磺酸钠，搅拌均匀，再分别将25mL浓度为0.12mol/L的TiCl₃溶液、5mL浓度为0.6mol/L的Na₂SO₄溶液和0.5mL质量分数为5％的H₂O₂溶液逐滴加入三口烧瓶中，将该混合液在95℃的油浴锅内机械搅拌14-15h，过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇依次冲洗至中性，并在65℃烘箱中干燥12小时，最后置于400℃马弗炉中煅烧2h，得到改性氮化碳；