[发明专利]用于吸附铅离子的吸附剂及包含其的膜保护剂和水处理剂

说明书

本申请涉及一种用于吸附铅离子的复合吸附剂，包括金属氧化物或金属氧化物的水化物、导电聚合物以及偶联剂；其中，导电聚合物是分子组成中含有N或S中至少一种，且材料在经1mol/L盐酸浸泡1小时后的电导率比该材料用1mol/L氢氧化钠溶液浸泡1小时后的电导率高两个数量级以上的有机聚合物；或者，导电聚合物的分子组成中含有N或S中至少一种，且含有单双键交替结构；偶联剂为分子中含碳元素量大于15％，且分子组成中含有氨基、羧基、羟基或磺酸基中的至少一种；或者，偶联剂为烷烃链C1～C10的有机酸、有机胺、含硅羟基化合物、氨基酸中的一种或任几种的组合；金属氧化物是二氧化钛。本申请合成简单、使用方便、对铅离子具有良好吸附效果。

技术领域

本申请涉及一种用于吸附铅离子的吸附剂及包含其的膜保护剂和水处理剂，尤其涉及一 种用于吸附铅离子的金属氧化物/导电聚合物复合吸附剂，可适用于废水处理的技术领域。

背景技术

近年来，我国每年会产生约有700亿立方的各种废水。这些废水虽然有的已经经过处理， 但是废水仍然含有一定程度的有机污染物和无机物等，表现为COD和BOD浓度高、色度高、 营养物质(总磷和总氮等)和重金属离子(例如铜离子、铅离子、锑离子、锌离子等)高等 问题。而且废水中一般都会同时含有多种污染物或多种重金属离子，只含有某一种污染物的 废水基本很少见，这些废水排放到环境中会对环境造成比较大的危害。特别是国家对各种污 染物排放标准不断提高以及民众对环境要求的不断提高，对废水中这些物质的去除就显得越 来越重要。尤其是对废水中各种污染物浓度已经比较低的情况下，进一步降低污染物浓度， 是近年来环境领域亟待解决的问题。

吸附法能够有效地降低废水中的污染物浓度，特别是对较低浓度污染物的去除，具有明 显的优势。例如：吸附法操作简单、能耗低、成本低、无二次污染等，是去除各类低浓度污 染物的有效方法。在吸附操作过程中，最核心的是性能优良的吸附剂。优选的吸附剂需要有 成本低、制备简单、使用方便、对有机物去除效率高和易再生等特点。

导电聚合物是一类具有长链共轭π键的高分子，其具有优良的物理化学性能，特别是电 化学性能。由于其还具有可逆的“掺杂-脱掺杂”性能。近年来，越来越多的研究将其应用 到水体污染物的吸附方面，并借助其“掺杂-脱掺杂”性能，提高了其可再生性能。但是，导电聚合物作为吸附剂应用的不足之处在于，第一，其吸附容量较低；其二，其密度比水小，因此在与水体混合吸附和吸附完成后的分离方面都存在较大的问题。

复合材料技术，尤其是有机-无机复合材料技术为探索新材料的研究开辟了崭新的领域。 有机、无机材料通过复合可以在保留各成分材料原有特性的同时，产生出单独有机或无机材 料所不具备的新性能，因此研究和探索新型有机-无机复合材料日益受到科学工作者的广泛 重视。

申请号为CN200510057168.7的中国发明专利公开了一种金属氧化物导电粉/聚苯胺导电 聚合物复合材料及制备方法，它具有以下原料物质：苯胺单体的水溶液、掺杂酸水溶液、氧 化剂的水溶液和金属氧化物导电粉，制备步骤是将苯胺单体的水溶液与掺杂酸水溶液进行混 和，然后再将金属氧化物导电粉加入搅拌混合，最后将氧化剂的水溶液加入上述混合物进行 反应，再从反应产物中收集目标产物。申请号为CN201611178355.5的中国发明专利公开了 一种聚吡咯复合新生态二氧化锰吸附剂的制备方法，通过吡咯单体与新生态二氧化锰发生氧 化聚合，从而得到吸附剂。申请号为CN201310092391.X的中国发明专利公开了一种聚苯胺 /二氧化钛/石墨烯导电复合膜的制备方法及其应用，在质子酸溶液中加入二氧化钛3wt％～ 60wt％、石墨烯0.05wt％～5wt％和苯胺0.6wt％～10wt％，采用原位聚合法制得聚苯胺/二氧 化钛/石墨烯复合材料，石墨烯增强了复合材料的附着能力和导电能力。上述现有技术中均是 通过金属氧化物和吡咯单体或苯胺单体发生氧化聚合反应得到，其中的共聚单体都是分子量 比较低的化合物，并且没有体现出其具有导电性这一性质。