[发明专利]中空玻璃微球吸附剂制备方法及吸附净化废水的应用

说明书

本发明属于公开了一种中空玻璃微球吸附剂制备方法及吸附净化废水的应用，将中空玻璃微球通过超声分散、碱处理、水解缩合、清洗、分离、干燥制备酰胺化改性自浮型中空玻璃微球吸附剂，对中空玻璃微球表面硅烷羟基的接枝后实现对中空玻璃微球的表面改性，在引入吸附官能团的作用下，使得中空玻璃微球获得对水溶液中目标污染物的吸附性能。利用静电吸引作用净化处理废水中的除镍离子和染料DB86。此外，由于中空玻璃微球的中空和气密性能，通过特定方法合成的吸附剂还具有自浮性能，无需借助额外能量即可实现自主固液分离。

技术领域

本发明属于环境保护行业中的废水净化处理技术领域，具体涉及一种酰胺化改性制备自浮型中空玻璃微球吸附剂的制备方法，及其吸附水中重金属离子和染料的应用。

背景技术

印染废水(PDW)是指对羊毛、蚕丝等进行染整加工的工厂排出的废水，纺织工业的染整工作排放的废水占全世界废水排放量的20％以上，我国每年排放的PDW超过360亿吨。

印染废水(PDW)进入水体后，会对环境生态系统和人体健康造成极大危害。PDW会导致水体透明度降低，阻碍太阳光进入水体，PDW的有机污染物消耗水体中的溶解氧，沉降在底部的污染物厌氧分解产生H2S，破坏水生生态平衡，危害水生生物的生存。通常而言，在染料的染色过程中会加入重金属离子作为媒染剂，以提高染色效果。重金属离子因其高度的溶解性而难以被传统的水处理工艺有效去除。而染料和重金属不仅可以影响水的感官性状，并且因其较高的生物毒性而对水质造成严重影响。所以，染料和重金属离子共存于各种工业废水中给水处理造成不小的挑战。

直接蓝86(DB86)色泽鲜艳，日晒牢度好，是常用染料品种之一，属于酞菁类染料。酞菁染料代表了纺织，涂料，计算机和印刷行业中最常用的合成染料，它们在结构上与卟啉有关，属于宏观杂环有机化合物的类别。采用淡水鱼类黄鳝和淡水水生植物水丝蚓测定直接蓝86的毒性。结果表明，直接蓝86对水生植物和鱼类均有毒性。死亡率试验证明直接蓝86对浮游动物具有毒性，从而对环境产生影响。

镍(II)污染的水由于其毒性和生物累积倾向而成为近年来的主要问题。由于其危险性，Ni(II)已被公认为优先污染物，已发现沉积在环境中，对动物物种造成不利影响。虽然痕量Ni(II)是微量营养素，但它是一种有毒污染物，如果摄入过量的Ni(II)会影响动物和人类健康。急性摄入或摄入Ni(II)会对健康产生严重影响，包括腹泻、肾水肿、胃肠道疼痛、肺纤维化、心肾疾病和癌症。

现有技术中的光催化氧化法、化学氧化法、生物处理法、膜分离法以及吸附法废水净化处理技术，存在净化处理效率低、原材料成本投入高、还会产生二次污染的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供中空玻璃微球吸附剂制备方法及吸附净化废水的应用，通过碱处理和化学接枝制备中空玻璃微球吸附剂，利用静电吸引作用净化处理废水中的除镍离子和染料DB86。

本发明所采用的技术方案为：

一种中空玻璃微球吸附剂制备方法，包括有以下步骤：

S01，中空玻璃微球分散：在去离子水溶液中加入中空玻璃微球后，通过超声分散，制得中空玻璃微球分散液；

S02，溶液配置：制备0.03g/mL的NaOH溶液备用；

S03，中空玻璃微球碱处理：将S02的NaOH溶液加入S01的中空玻璃微球分散液中，加热活化，并搅拌，使得中空玻璃微球混合改性，制得中空玻璃微球改性混合液；

S04，取S03中的中空玻璃微球改性混合液，以去离子水为反相溶剂，进行清洗、过滤，得到碱处理化中空玻璃微球；

S05，将碱处理化中空玻璃微球置于三颈烧瓶中，加入无水乙醇和超纯水，在80℃的温度条件下搅拌，再加入A-1100硅烷偶联剂进行水解缩合，获得氨基负载化中空玻璃微球；