[发明专利]一种具有重金属离子吸附和检测功能的复合絮凝剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有重金属离子吸附和检测功能的复合絮凝剂及其制备方法，属于高分子材料领域。本发明产品其特征在于既可以有效地脱除水中有机污染物，又可以吸附和检测水中的镍、铬、铅等重金属离子，且对水中重金属离子定性检测效果好，重金属离子吸附量大、吸附效率高。本发明产品对废水中低浓度重金属离子的吸附去除率均达到90％以上。本发明产品制备不需要特殊设备、工业化实施容易，且复合絮凝剂减少了壳聚糖的用量，降低了成本。

主权项

1.一种具有重金属离子吸附和检测功能的复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）凹凸棒土的预处理：称取10g～20g粒径300目～1000目的凹凸棒土，用1L蒸馏水洗涤，待沉淀后取其上层清液，500rpm离心1min后取其上层清液，上层清液中加少量蒸馏水混合均匀后继续500rpm离心1min，然后取其上层清液，如此反复洗涤上层清液3～5次后，最后用4000rpm进行离心分离，取其沉淀，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得纯化凹凸棒土；配置浓度为0.5mol/L～3mol/L的盐酸溶液，取10g～20g纯化凹凸棒土与150mL～200mL盐酸溶液加入到小烧杯中搅拌混合，5min后，将混合物加热到70℃～80℃，搅拌1h～2h，然后超声振荡30min～40min，抽滤，用蒸馏水洗涤至pH为6左右，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得酸改性凹凸棒土；（2）壳聚糖复合絮凝剂的制备：称取4g壳聚糖与一定量酸改性后的凹凸棒土按照质量比4:1~5:1混合，加入100ml浓度为1%~2%的醋酸溶液搅拌，待其充分溶解后，使用1mol/L的NaOH 溶液调节pH至10，加入20ml~30ml戊二醛在60℃水浴剧烈搅拌条件下交联3h~5h；将交联后的絮凝剂抽滤，蒸馏水洗至中性，50℃~70℃真空干燥后即得本发明所述的复合絮凝剂；（3）3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560改性碳点的制备：称取一定质量的碳量子点CD固体，将其溶解于去离子水中，配成溶液浓度为1~5mg/mL的碳量子点CD溶液；添加一定量的3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560于碳点水溶液中，3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560的添加量为碳量子点CD溶液体积的5%~20%；20℃~50℃下均匀搅拌15~30h，得到碳量子点CD‑3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560溶液；（4）壳聚糖/凹凸棒土/碳点复合絮凝剂制备：称取10mg步骤（2）中所制备的壳聚糖复合絮凝剂，按壳聚糖复合絮凝剂1%~5%的质量比计算称取一定体积的步骤（3）所制备的碳量子点CD‑3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560溶液，将絮凝剂浸入碳量子点CD‑3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷KH560溶液中，20℃~40℃摇床中避光震荡6h~24h，所得产物蒸馏水洗三次后冷冻干燥，即得本发明具有重金属离子吸附和检测功能的壳聚糖/凹凸棒土/碳点复合絮凝剂。