[发明专利]用于吸附污废水中重金属离子的复合材料的制备方法

摘要

本发明用于吸附污废水中重金属离子的复合材料的制备方法，涉及多孔固体吸附剂复合物，所述复合材料是矿物纳米纤维粉体与泡沫碳的复合材料，步骤是制备具有内部多孔结构的矿物纳米纤维粉体；模板法制备质轻且多孔的泡沫碳；矿物纳米纤维粉体与泡沫碳复合，制得用于吸附污废水中重金属离子的矿物纳米纤维粉体与泡沫碳的复合材料。本发明方法克服了现有用于含重金属废水处理的吸附剂吸附效率不高、制备工艺需要的条件复杂、功耗大、成本高和不便于回收的缺陷。

主权项

用于吸附污废水中重金属离子的复合材料的制备方法，其特征在于：所述复合材料是矿物纳米纤维粉体与泡沫碳的复合材料，具体步骤如下：第一步，制备具有内部多孔结构的矿物纳米纤维粉体：取300～500g已过20～30目筛的矿物纤维粉体置于5000mL的烧杯中，加入2500～3500mL的去离子水和250～350mL质量百分比浓度为36％的盐酸溶液，以1200～1700r/min的转速高速分散0.5～1.5h成浆液，将该浆液反复抽滤洗涤，直至pH值为中性，得到滤饼；将该滤饼置于烘箱中在60～80℃温度下烘24h至干燥，然后研磨过20～30目筛，再用气流磨进行超音速气流深度解束的处理，制得具有内部多孔结构的矿物纳米纤维粉体，其粒度为10nm～50nm，孔径为2nm～50nm，待用；第二步，模板法制备质轻且多孔的泡沫碳：(2.1)配制聚酰胺酸溶液：在500mL烧杯中，加入分析纯的N,N‑二甲基乙酰胺40～96mL，再将浓度为24wt％的聚酰胺酸溶液20～30mL倒入此烧杯，搅拌均匀后，得到浓度为5～15wt％的聚酰胺酸溶液，(2.2)聚氨酯泡沫的浸渍：将0.1～0.3g的聚氨酯泡沫在(2.1)步所得的聚酰胺酸溶液中浸渍0.5～1.5h，得到聚氨酯泡沫与液态碳源的复合物泡沫体，(2.3)复合物泡沫体的挤压：取出(2.2)步中浸渍聚酰胺酸溶液得到的聚氨酯泡沫与液态碳源的复合物泡沫体，用模具在10～15MPa下进行挤压，(2.4)复合物泡沫体的干燥：将(2.3)步挤压后的复合物泡沫体放入真空干燥箱，在60～80℃下干燥8～12h，真空度为100Pa，(2.5)复合物泡沫体的炭化：将固化后的复合物泡沫体置于石英舟中，在管式电阻炉内以10～20℃/min的速度升温，于气流率为30～40mL/min的氮气气氛中进行炭化处理，条件是，炭化终温为800～1000℃，恒温时间为1～2h，然后自然冷却至室温后制得质轻且多孔的泡沫碳；第三步，矿物纳米纤维粉体与泡沫碳复合：把第一步制得的矿物纳米纤维粉体置于500mL烧杯中，加去离子水配成混合液，固液质量比为1:10，把第二步制得的质轻且多孔的泡沫碳放入上述混合液中浸渍0.5‑1.5h后取出，矿物纳米纤维粉体与泡沫碳的质量比为1:1～2，放入箱式炉里进行400～600℃烧结，保温2～3h，制得用于吸附污废水中重金属离子的复合材料，所述复合材料是矿物纳米纤维粉体与泡沫碳的复合材料。