CN107930604A - 一种污水处理用高吸附复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污水处理用高吸附复合材料，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶18‑30份、水蛭素6‑12份、葡甘露胶5‑17份、硅铝酸钠6‑17份、可得然胶粉4‑10份、磷酸钙2‑5份、L‑赖氨酸1‑3份、莲藕粉2‑7份、苦参碱1‑5份、聚甲基丙烯酸3‑6份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末3‑5份、去离子水60‑90份。本发明的污水处理用高吸附复合材料具有吸附容量高、选择性高、效率高的优点，能够捕获水体中的多种金属离子，且对重金属污水中的多种金属离子均有良好的去除率，治理效率高；而且处理方法简单，在使用时，只需将该高吸附复合材料投入水中即可。

Description

一种污水处理用高吸附复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种污水处理用高吸附复合材料及其制备方法。
背景技术
传统的重金属的处理方法主要化学处理法、超滤法和吸附法。化学法虽然净化速度快，工艺简单，但容易产生二次污染，废水回收困难；超滤法工艺复杂，成本高，效果欠佳；吸附法是目前重金属废水处理中最常用的方法，具有成本低，操作简单，无二次污染等优点。目前常用的吸附剂如活性炭、沸石、离子树脂、螯合树脂等，已经得到很好应用。然而上述吸附剂存在吸附容量低、选择性差、效率低等缺点，很难对低浓度重金属废水实现深度处理。
水凝胶是一种以水为分散介质经适度交联而具有三维网络结构的高分子材料，在水凝胶内部聚合物分子间相互连接，形成空间网状结构，在网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物，是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，在水环境下吸水溶胀，可达自重的数倍。因此近年来，水凝胶作为一种新型吸附材料。其三维结构中具有较大的空隙，一方面提供吸附污染物的场所，另一方面防止客体泄露而造成二次污染，可持续重复利用。开发一种吸附容量高、选择性高、效率高的凝胶复合材料用于重金属离子污水处理将具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理用高吸附复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种污水处理用高吸附复合材料，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶18-30份、水蛭素6-12份、葡甘露胶5-17份、硅铝酸钠6-17份、可得然胶粉4-10份、磷酸钙2-5份、L-赖氨酸1-3份、莲藕粉2-7份、苦参碱1-5份、聚甲基丙烯酸3-6份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末3-5份、去离子水60-90份。
作为本发明进一步的方案：所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶28份、水蛭素8份、葡甘露胶14份、硅铝酸钠12份、可得然胶粉7份、磷酸钙3份、L-赖氨酸2份、莲藕粉4份、苦参碱2份、聚甲基丙烯酸4份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末4份、去离子水75份。
作为本发明进一步的方案：磷酸钙采用纳米磷酸钙。
一种水处理用高吸附复合材料的制备方法，步骤为：(1)将聚丙烯酰胺水凝胶、葡甘露胶、L-赖氨酸、莲藕粉和硅铝酸钠加入到去离子水中，搅拌混合均匀；(2)将水蛭素、可得然胶粉、磷酸钙、苦参碱、聚甲基丙烯酸和改性废弃净水器活性炭滤芯粉末一同加入上步所得物中，采用超声波震荡10-15min后，用氢氧化钠溶液调节pH至8-11，即得成品。
作为本发明进一步的方案：所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于400-600℃下煅烧1-2h，研磨过筛200-400目。
作为本发明进一步的方案：所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于550℃下煅烧1.6h，研磨过筛300目。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的污水处理用高吸附复合材料是一种吸附容量高、选择性高、效率高的凝胶复合材料，能够捕获水体中的多种金属离子，且对重金属污水中的多种金属离子均有良好的去除率，治理效率高；而且处理方法简单，在使用时，只需将该高吸附复合材料投入水中即可。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种污水处理用高吸附复合材料，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶18份、水蛭素6份、葡甘露胶5份、硅铝酸钠6份、可得然胶粉4份、磷酸钙2份、L-赖氨酸1份、莲藕粉2份、苦参碱1份、聚甲基丙烯酸3份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末3份、去离子水60份。磷酸钙采用纳米磷酸钙。所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于400℃下煅烧1h，研磨过筛200目。
一种水处理用高吸附复合材料的制备方法，步骤为：(1)将聚丙烯酰胺水凝胶、葡甘露胶、L-赖氨酸、莲藕粉和硅铝酸钠加入到去离子水中，搅拌混合均匀；(2)将水蛭素、可得然胶粉、磷酸钙、苦参碱、聚甲基丙烯酸和改性废弃净水器活性炭滤芯粉末一同加入上步所得物中，采用超声波震荡10min后，用氢氧化钠溶液调节pH至8-11，即得成品。
实施例2
一种污水处理用高吸附复合材料，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶30份、水蛭素12份、葡甘露胶17份、硅铝酸钠17份、可得然胶粉10份、磷酸钙5份、L-赖氨酸3份、莲藕粉7份、苦参碱5份、聚甲基丙烯酸6份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末5份、去离子水90份。磷酸钙采用纳米磷酸钙。所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于600℃下煅烧2h，研磨过筛400目。
一种水处理用高吸附复合材料的制备方法，步骤为：(1)将聚丙烯酰胺水凝胶、葡甘露胶、L-赖氨酸、莲藕粉和硅铝酸钠加入到去离子水中，搅拌混合均匀；(2)将水蛭素、可得然胶粉、磷酸钙、苦参碱、聚甲基丙烯酸和改性废弃净水器活性炭滤芯粉末一同加入上步所得物中，采用超声波震荡15min后，用氢氧化钠溶液调节pH至8-11，即得成品。
实施例3
一种污水处理用高吸附复合材料，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶28份、水蛭素8份、葡甘露胶14份、硅铝酸钠12份、可得然胶粉7份、磷酸钙3份、L-赖氨酸2份、莲藕粉4份、苦参碱2份、聚甲基丙烯酸4份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末4份、去离子水75份。磷酸钙采用纳米磷酸钙。所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于550℃下煅烧1.6h，研磨过筛300目。
一种水处理用高吸附复合材料的制备方法，步骤为：(1)将聚丙烯酰胺水凝胶、葡甘露胶、L-赖氨酸、莲藕粉和硅铝酸钠加入到去离子水中，搅拌混合均匀；(2)将水蛭素、可得然胶粉、磷酸钙、苦参碱、聚甲基丙烯酸和改性废弃净水器活性炭滤芯粉末一同加入上步所得物中，采用超声波震荡12min后，用氢氧化钠溶液调节pH至8-11，即得成品。
对比例1
一种污水处理用高吸附复合材料，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶28份、葡甘露胶14份、硅铝酸钠12份、可得然胶粉7份、磷酸钙3份、L-赖氨酸2份、莲藕粉4份、苦参碱2份、聚甲基丙烯酸4份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末4份、去离子水75份。磷酸钙采用纳米磷酸钙。所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于550℃下煅烧1.6h，研磨过筛300目。
一种水处理用高吸附复合材料的制备方法，步骤为：(1)将聚丙烯酰胺水凝胶、葡甘露胶、L-赖氨酸、莲藕粉和硅铝酸钠加入到去离子水中，搅拌混合均匀；(2)将可得然胶粉、磷酸钙、苦参碱、聚甲基丙烯酸和改性废弃净水器活性炭滤芯粉末一同加入上步所得物中，采用超声波震荡12min后，用氢氧化钠溶液调节pH至8-11，即得成品。
对比例2
一种污水处理用高吸附复合材料，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶28份、水蛭素8份、葡甘露胶14份、可得然胶粉7份、磷酸钙3份、L-赖氨酸2份、莲藕粉4份、苦参碱2份、聚甲基丙烯酸4份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末4份、去离子水75份。磷酸钙采用纳米磷酸钙。所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于550℃下煅烧1.6h，研磨过筛300目。
一种水处理用高吸附复合材料的制备方法，步骤为：(1)将聚丙烯酰胺水凝胶、葡甘露胶、L-赖氨酸和莲藕粉加入到去离子水中，搅拌混合均匀；(2)将水蛭素、可得然胶粉、磷酸钙、苦参碱、聚甲基丙烯酸和改性废弃净水器活性炭滤芯粉末一同加入上步所得物中，采用超声波震荡12min后，用氢氧化钠溶液调节pH至8-11，即得成品。
对比例3
一种污水处理用高吸附复合材料，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶28份、水蛭素8份、葡甘露胶14份、硅铝酸钠12份、磷酸钙3份、L-赖氨酸2份、莲藕粉4份、苦参碱2份、聚甲基丙烯酸4份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末4份、去离子水75份。磷酸钙采用纳米磷酸钙。所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于550℃下煅烧1.6h，研磨过筛300目。
一种水处理用高吸附复合材料的制备方法，步骤为：(1)将聚丙烯酰胺水凝胶、葡甘露胶、L-赖氨酸、莲藕粉和硅铝酸钠加入到去离子水中，搅拌混合均匀；(2)将水蛭素、磷酸钙、苦参碱、聚甲基丙烯酸和改性废弃净水器活性炭滤芯粉末一同加入上步所得物中，采用超声波震荡12min后，用氢氧化钠溶液调节pH至8-11，即得成品。
实验例
一、实施例1-3和对比例1-3的高吸附复合材料对重金属离子最大吸附容量见下表。
项目 重金属离子最大吸附容量(mg/g) pH
实施例1 766 7.1
实施例2 685 7.0
实施例3 792 7.1
对比例1 378 6.8
对比例2 462 6.5
对比例3 395 6.9
二、采用实施例3及对比例1-3制成的高吸附复合材料进行重金属污水处理，污水处理后水质情况如下表所示：(单位：mg/L)
项目 COD SS CU2+ Cd2+ 铬
水样 608 408 75 58 45
实施例3 18 4 0.09 0.03 0.02
对比例1 103 67 2.35 0.52 0.58
对比例2 85 50 1.41 1.48 0.96
对比例3 62 85 0.81 1.03 0.42
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种污水处理用高吸附复合材料，其特征在于，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶18-30份、水蛭素6-12份、葡甘露胶5-17份、硅铝酸钠6-17份、可得然胶粉4-10份、磷酸钙2-5份、L-赖氨酸1-3份、莲藕粉2-7份、苦参碱1-5份、聚甲基丙烯酸3-6份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末3-5份、去离子水60-90份。
2.根据权利要求1所述的污水处理用高吸附复合材料，其特征在于，所述高吸附复合材料包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺水凝胶28份、水蛭素8份、葡甘露胶14份、硅铝酸钠12份、可得然胶粉7份、磷酸钙3份、L-赖氨酸2份、莲藕粉4份、苦参碱2份、聚甲基丙烯酸4份、改性废弃净水器活性炭滤芯粉末4份、去离子水75份。
3.根据权利要求1所述的污水处理用高吸附复合材料，其特征在于，还磷酸钙采用纳米磷酸钙。
4.一种如权利要求1-3任一所述的污水处理用高吸附复合材料的制备方法，其特征在于，步骤为：（1）将聚丙烯酰胺水凝胶、葡甘露胶、L-赖氨酸、莲藕粉和硅铝酸钠加入到去离子水中，搅拌混合均匀；（2）将水蛭素、可得然胶粉、磷酸钙、苦参碱、聚甲基丙烯酸和改性废弃净水器活性炭滤芯粉末一同加入上步所得物中，采用超声波震荡10-15min后，用氢氧化钠溶液调节pH至8-11，即得成品。
5.根据权利要求4所述的污水处理用高吸附复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于400-600℃下煅烧1-2h，研磨过筛200-400目。
6.根据权利要求5所述的污水处理用高吸附复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性废弃净水器活性炭滤芯粉末的制备：废弃净水器活性炭滤芯粉末与碳酸钙混合，置于550℃下煅烧1.6h，研磨过筛300目。
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