[发明专利]一种双金属氧化物-超支化聚合物吸附剂及其制法

说明书

本发明涉及金属离子吸附材料技术领域，且公开了一种双金属氧化物‑超支化聚合物吸附剂及其制法，包括以下配方原料：Ni‑Fe层状双金属氧化物、聚乙烯超支化聚合物、钛酸酯偶联剂。该一种双金属氧化物‑超支化聚合物吸附剂及其制法，Ni‑Fe层状双金属氧化物中带正电荷的Ni²⁺‑Fe³⁺结构和层间带负电的阴离子OH^‑和CO₃^2‑通过非共价键相互作用形成的层状化合物，其优异的磁性对重金属离子具有良好的吸附效果，表面有活性羟基‑OH，层状之间有CO₃^2‑，可以与重金属离子发生络合反应，聚乙烯超支化聚合物拥有大量活泼的氨基、亚氨基和酰胺基，与重金属离子通过络合作用和螯合机制将其吸附，聚乙烯超支化聚合物的带电端基团与重金属离子形成静电吸附效应。

技术领域

本发明涉及重金属离子吸附材料技术领域，具体为一种双金属氧化物-超支化聚合物吸附剂及其制法。

背景技术

水污染是由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失并且污染环境，污染物主要有的酸、碱、无机盐，以及铜、镉、汞、砷等化合物，苯、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物，主要来源于未经处理而排放的工业废水、未经处理而排放的生活污水、大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水、堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾，日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。

目前工业废水是水域的重要污染源，其中含有大量有毒的重金属及其离子Cu²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺等，具有量大、面积广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点，对水资源和环境造成了极大的污染，目前对重金属废水主要的处理方法主要有化学沉淀法，是向废水中加入碱性沉淀剂，与重金属离子形成氢氧化物沉淀从水体中分离，但是加入的沉淀剂对用量要求严格，容易使水体成碱性，造成二次污染，物理吸附法，是加入如活性炭、沸石等大比表面积和丰富孔隙的无机吸附剂进行物理吸附，但是其吸附性能较差，吸附效果不明显，无法较完全地吸附重金属离子，生物絮凝法是通过利用微生物如酵母、菌藻类的提取物或者代谢物对重金属离子进行吸附，但是微生物培养较难，其提取物或者代谢物获取困难，并且对重金属离子的吸附选择性较差。

聚酰胺-胺类超支化聚合物大分子是一种枝化基元组成的高度枝化但结构不规整的高分子聚合物，分子结构中含大量的氨基、亚氨基、酰胺基基团，并且这些官能团的数目可以随着可控的化学反应的进行不断地增加，使超支化聚合物大分子具有巨大三维网状结构，在水溶液中可以作为络合剂与金属离子进行配位络合，实现对重金属离子的吸附。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种双金属氧化物-超支化聚合物吸附剂及其制法，解决了化学沉淀吸附剂容易使水体成碱性，造成二次污染的问题，同时解决了物理吸附剂吸附性能较差，吸附效果不明显，无法较完全地吸附重金属离子的问题，同时相比于生物吸附剂，其原料获取溶液，制备方法简单，成本较低的优点。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双金属氧化物-超支化聚合物吸附剂及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：32-44份Ni-Fe层状双金属氧化物、55-65份聚乙烯超支化聚合物、1-3份钛酸酯偶联剂，制法包括以及以下实验药品：氯化镍、三氯化铁、氢氧化钠、蒸馏水、无水1,4-二氧六环、羧基聚苯乙烯微球、四乙烯五胺、4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐、丙烯酸叔丁酯、乙二醇。

优选的，所述钛酸酯偶联剂为TMC-102异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯。

优选的，所述羧基聚苯乙烯微球结构式为：