[发明专利]一种低温等离子体改性碳纳米管及其在水处理中的应用

说明书

本发明涉及一种低温等离子体改性碳纳米管及其在水处理中的应用，低温等离子体改性碳纳米管的制备方法为：采用低温等离子体对碳纳米管进行处理，得到低温等离子体改性碳纳米管；低温等离子体为介质阻挡放电等离子体、辉光放电等离子体、交流电弧放电等离子体或电晕放电等离子体。应用时，将低温等离子体改性碳纳米管作为吸附剂，用于吸附水中的污染物。与现有技术相比，本发明用低温等离子体改性碳纳米管，可以对碳纳米管的表面进行清洁处理，制备过程简单，易操作，且改性后的碳纳米管能够有效的吸附去除水体中的镉、铅、铬、锌等重金属离子，与普通的碳纳米管相比，低温等离子体处理的碳纳米管大幅度提高了其亲水性和吸附性能。

技术领域

本发明属于水体中重金属污染物吸附处理技术领域，涉及一种低温等离子体改性碳纳米管及其在水处理中的应用。

背景技术

重金属污染是指由重金属和其化合物造成的环境污染，主要是由排放废气或污水、开采矿产和使用含重金属的化合物等人为因素所致。随着经济的不断发展，涉及重金属排放的行业如金属加工处理、电镀、金属冶炼、化工业、造纸业和采矿业等越来越多，这些行业中存在不少超标排放未经处理的重金属污染物等情况，导致许多重金属污染事件频繁发生。含有重金属的污染物不仅不可降解，还会在环境里累积和循环，由此也加重了对人类的危害。当人体摄入过量的重金属，体内的蛋白质或者一些酶就会因为与重金属互相作用而失活，从而破坏蛋白质的结构。除此之外，重金属还能通过食物链在人体内积聚，其危害十分大。

目前，常用的处理废水中重金属离子的方法有离子交换法、化学沉淀法、电解法、膜分离法和吸附法等，其中，离子交换法对阴离子和阳离子都要采用相应的交换树脂，不利于工业化操作；化学沉淀法需要后续处理，操作工艺复杂，很难实行工业化推广；电解法操作管理都方便，并且可以回收有价金属，但是此方法耗电量大，处理以后的水质变差，废水处理量小；膜分离法要用到一种特殊的半透膜，膜造价昂贵，经济成本太高，也不利于工业化应用；吸附法是利用吸附剂除去废水中重金属离子的方法，相比于其他处理方法，具有占地面积小、合成工艺简单、操作方便、成本低、没有二次污染等优点。

碳纳米管作为一种吸附剂，由于其具有独特的多孔和空心结构、较大的比表面积以及与污染物间的多种相互作用，对水相中多种无机和有机污染物具有优异的吸附性能。因此，将碳纳米管作为重金属离子的吸附剂，用来处理废水中的重金属离子，已经成为非常有效的途径。然而，碳纳米管具有疏水性和惰性，在水溶液中容易团聚，限制了其在水处理中的应用。