[发明专利]一种汞吸附去除用海绵基滤膜吸附材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种汞吸附去除用海绵基滤膜吸附材料的制备方法，其特征在于，包括制备方法：

步骤1，三聚氰胺海绵碳化

将三聚氰胺海绵裁剪成片状，依次用去离子水、乙醇超声洗涤干净后干燥，再将干燥后的三聚氰胺海绵在氮气气氛的保护下进行三聚氰胺海绵碳化的热处理，热处理完成后，自然冷却至室温，取出碳化的海绵材料并置于浓度为1.0mol/L的硝酸溶液中浸泡至海绵表面出现零星分布的刻蚀斑点后，依次用水和乙醇反复清洗，最后真空干燥得被硝酸刻蚀的Foam材料；具体的热处理步骤为：采用三聚氰胺海绵在氮气氛围下进行高温碳化处理，先以5 ℃/min的升温速率升温至200 ℃，在200℃保温30 min，而后继续升温至450℃，在450℃下保温2h，而后以3 ℃/min的降温速率降至常温，保留海绵原有的多孔骨架结构，同时降低三聚氰胺海绵的持水性；

步骤2，碳化海绵的多巴胺（PDA）包覆

将被硝酸刻蚀的Foam材料浸入浓度为2mg/mL的多巴胺盐酸盐溶液中，再用10mM的Tris-HCl缓冲液调节溶液pH至8.5，保证多巴胺在Tris-HCl缓冲液中自聚合18 h，提高了被硝酸刻蚀的Foam材料的亲水性，将材料表面电负性修正为电正性，为负载硫化物提供了界面条件，自聚合反应完成后，再依次用水和乙醇清洗，并在55-65℃下真空干燥5.5-6.5h，得到被聚合多巴胺包覆的Foam材料；

步骤3，硫化铜负载

将聚合多巴胺包覆的Foam材料放入500mL浓度为0.04mol/l的CuSO₄溶液中，以20 r/min的速度缓慢搅拌3h，使得CuSO₄溶液充分扩散进入海绵基底，便于硫酸铜的原位生成与附着，在80℃下逐滴加入50mL浓度为0.08mol/L的Na₂S溶液，继续稳定反应3h后自然冷却后，取出负载硫化铜后聚合多巴胺包覆的Foam材料依次用水和乙醇清洗，重复清洗3-5次后，在55-65℃下真空干燥5.5-6.5h，得负载CuS的聚合多巴胺包覆的Foam材料，记为多巴胺包覆的碳化三聚氰胺海绵@CuS滤膜吸附材料。

2.根据权利要求1所述的一种汞吸附去除用海绵基滤膜吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤1中经过碳化处理后的三聚氰胺海绵，通过硝酸溶液刻蚀，海绵表面形成凹陷的斑点后，依次用水和乙醇反复洗净，再置于60℃下真空干燥6h，保留海绵原有的多孔结构，凹陷的斑点为多巴胺的聚合提供了位点，提高了聚合后材料的稳定性。

3.根据权利要求1所述的一种汞吸附去除用海绵基滤膜吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤2中依次用水和乙醇清洗，并在60℃下真空干燥时间6h。

4.根据权利要求1所述的一种汞吸附去除用海绵基滤膜吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤3中将被聚合多巴胺包覆的Foam材料浸入CuSO₄溶液中，再滴加Na₂S溶液，常温下反应3h后，反应生成的硫化铜负载于被聚合多巴胺包覆的Foam材料，再依次用水和乙醇清洗，重复清洗3次后，于60℃下真空干燥6h，即得负载CuS的聚合多巴胺包覆的Foam材料。

5.基于权利要求1-4中任一种方法制备的多巴胺包覆的碳化三聚氰胺海绵@CuS滤膜吸附材料在汞废水处理上的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，用多巴胺包覆的碳化三聚氰胺海绵@CuS滤膜吸附材料作为整体填充在吸附装置中进行汞废水处理，保证处理工艺可控，且避免纳米吸附材料的流失。