[发明专利]重金属废水处理剂及其应用

权利要求书

1.一种重金属废水处理剂，其特征在于所述重金属废水处理剂处于干燥状态时包括占据所述处理剂如下重量百分比的组分：

-0.01～15.0wt％的羧化二氧化钛；

-85.0～99.99wt％的含零价铁的多孔陶瓷颗粒；

所述重金属废水处理剂具有多个直径在20～70nm之间的微孔；

所述多个微孔的至少50％具有30～50nm的直径；

所述重金属废水处理剂是颗粒形式，颗粒的外径范围是0.1～5mm；

制备所述含有零价铁的多孔陶瓷颗粒的方法包括：

1)系混合结构化材料、碳源材料和水以获得原始混合物；

2)系在缺氧气氛、350～450℃温度下加热原始混合物以形成陶瓷颗粒I；

3)系使陶瓷颗粒I与一含有Fe²⁺的溶液和另一能够将所述Fe²⁺还原成零价铁的还原剂接触，形成陶瓷颗粒II；

4)系在缺氧气氛、400～600℃温度下加热陶瓷颗粒II以形成含零价铁的多孔陶瓷颗粒；

所述结构化材料中包含大于85wt％重量的氧化铝；和/或

所述碳源材料是水葫芦聚酯复合物；和/或

所述含有Fe²⁺的溶液包含Fe(NO₃)₂或FeCl₂的水溶液；和/或

所述陶瓷颗粒I与Fe²⁺、还原剂的重量比是1000:10～50:0.01～1；和/或

所述能够将所述Fe²⁺还原成零价铁的还原剂是NaBH₄或KBH₄；和/或

所述结构化材料与碳源材料的重量比是100:0.1～50.0；

所述重金属废水处理剂的制备方法包括：将含零价铁的多孔陶瓷颗粒进行远红外加热至50～80℃，加热过程中搅拌，同时喷入0.02～0.5wt％的羧化二氧化钛水溶液，喷完后继续搅拌，干燥即得。

2.根据权利要求1所述的处理剂，其特征在于：所述重金属废水处理剂还可包括占据所述处理剂重量0.05～2.5wt％的SiO₂。

3.根据权利要求1所述的处理剂，其特征在于：制备所述羧化二氧化钛的方法是：吸滤瓶中加入甲苯溶剂，加入占溶剂质量15～60％的羧酸，在通氮气条件下迅速滴入占溶剂质量10～50％的四氯化钛，滴加去离子水至有沉淀产生，30～90℃加热搅拌30min～2h，加热浓缩，洗涤干燥，获得羧化二氧化钛。

4.根据权利要求1所述的处理剂，其特征在于：制备所述水葫芦聚酯复合物的方法包括：

1)取健康水葫芦植株，预处理后加入2.0～5.0％重量比的改性贝壳粉，混合均匀得气囊纤维束管，气囊纤维束管与等量聚合氯化铝铁混合，得到混合物I；

2)混合物I与海泡石粉一起加入氯磺酸中，保温静置，冷却过夜并过滤，水洗至中性，烧结得到混合物II；

3)将混合物II加入聚乙烯醇水溶液中，然后加入阴离子型聚丙烯酰胺，搅拌反应后离心分离得到混合物III；

4)混合物III水洗至中性并干燥至恒重，倒入聚环氧乙烷/聚环氧丙烷/聚环氧乙烷三嵌段共聚物中，球磨后获得水葫芦聚酯复合物。

5.根据权利要求4所述的处理剂，其特征在于：制备所述水葫芦聚酯复合物的步骤1)的预处理是：取气囊部位平均直径为2～4cm的水葫芦健康植株，切割获得气囊及气囊上下0.5～1cm的植物茎，进行真空干燥，干燥至植物茎的含湿率为10％以下，剥除表层，然后将剥离得到的表层进行剪切，过60目筛。

6.根据权利要求4或5所述的处理剂，其特征在于：所述混合物I、海泡石粉、氯磺酸、聚乙烯醇水溶液、阴离子型聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷/聚环氧丙烷/聚环氧乙烷三嵌段共聚物的质量体积比为100g:30～50g:100～120mL:50～80mL:5～10g:15～30g。

7. 权利要求1～6任一项所述之重金属废水处理剂在污水处理中的应用，其特征在于所述应用包括：

1)用于降低污水中As(V)的含量；和/或

2)用于降低污水中Cr(VI)的含量；和/或

3)用于降低污水中Cd(II)的含量；和/或

4)用于降低污水中Pb(II)的含量；和/或

5)用于降低污水中Ni(II)的含量；和/或

6)用于降低污水中有机污染物的含量。