CN109046268A - 一种污水处理用多功能吸附材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多功能吸附材料及其制备方法，属于污水处理领域，具体是涉及一种污水处理用多功能吸附材料及其制备方法。本发明兼具对污水中多种重金属、可溶性COD以及总磷等污染因子的吸附能力。该多功能吸附材料的制备方法简单可行，生产成本低，产量高，具有被广泛应用于工业化生产的潜力。

Description

一种污水处理用多功能吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种多功能吸附材料及其制备方法，属于污水处理领域，具体是涉及一种污水处理用多功能吸附材料及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的发展，污水中含有的污染因子种类也日趋多样化，使得污水处理的难度增加。污水中较难处理的成分包含可溶性COD、重金属以及总磷。目前，这三大类污染因子都需要分类分步来进行处理，极少有污水处理材料能兼具这三类污染因子的吸附功能。
发明内容
本发明主要是解决污水处理过程中因污染因子种类繁多而导致的处理步骤多并且过程复杂、成本偏高的问题，提供一种污水处理用多功能吸附材料及其制备方法。本发明综合利用了活性炭对可溶性COD的吸附能力、壳聚糖对重金属的吸附能力以及水热法合成铁氧体对总磷的吸附能力等三大特征，将三者有机结合到一起形成了一种污水处理用多功能吸附材料。该吸附材料的制备方法简单可行，生产成本低，产量高，具有被广泛应用于工业化生产的潜力。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
请先补充其它内容。
因此，本发明具有如下优点：
1.该材料兼具对污水中可溶性COD、重金属以及总磷的综合吸附能力，为目前污水处理过程中因污染因子种类繁多而不得不采取分类分步处理的方式所导致的处理步骤多，过程复杂，成本偏高的问题提供新的解决方案；
2.该材料的制备方法简单可行，生产成本低，产量高，具有被广泛应用于工业化生产的潜力。
附图说明
附图1是通过磁棒回收污水中该多功能吸附材料的示意图；
附图2是通过本发明的制备方法合成的污水处理用多功能吸附材料。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图和附表，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
实施例1.
本实施例涉及一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，包含壳聚糖溶解-活性炭吸附-配置-铁盐溶液多功能吸附材料的合成等四个步骤。
壳聚糖溶解步骤：将0.1g壳聚糖粉末(3000目)倒入10mL水中，在磁力搅拌条件下，滴入1mL冰醋酸，得到淡黄色透明的壳聚糖水溶液；
活性炭吸附步骤：将10活性炭粉末(100目)加入到上述壳聚糖水溶液中，在机械搅拌条件，使其充分接触，搅拌时间为0.5，得到黑色糊状物；
配置铁盐溶液步骤：取0.1g的三价铁盐与亚铁盐的混合物(Fe3+:Fe2+的摩尔比为1：1)置于10mL水中搅拌至充分溶解；
多功能吸附材料的合成步骤：将黑色糊状物与铁盐溶液混合搅拌1min，再向混合体系中匀速(1滴/秒)滴入10mL的0.1mol/L的NaOH水溶液，并在50℃条件下机械搅拌(500转/分)反应0.5h，反应结束，将反映产物用清水洗至pH为6即可，得到的黑色固态产物置于60℃条件下干燥后即可得到本发明描述的一种污水处理用多功能吸附材料。
模拟废水处理实验：将上述多功能吸附粉末材料0.5g倒入500mL洗衣废水中，搅拌30s，用磁棒从上述废水中回收材料，实验结果见附图1所示。图1为通过磁棒回收污水中该多功能吸附材料的示意图。
实施例2.
壳聚糖溶解步骤：将1g壳聚糖粉末(100目目)倒入100mL水中，在磁力搅拌条件下，滴入2mL冰醋酸，得到淡黄色透明的壳聚糖水溶液；
活性炭吸附步骤：将100g活性炭粉末(2000目)加入到上述壳聚糖水溶液中，在机械搅拌条件，使其充分接触，搅拌时间为24h，得到黑色糊状物；
配置铁盐溶液步骤：取1g的三价铁盐与亚铁盐的混合物(Fe3+:Fe2+的摩尔比为2：1)置于100mL水中搅拌至充分溶解；
多功能吸附材料的合成步骤：将黑色糊状物与铁盐溶液混合搅拌60min，再向混合体系中匀速(6滴/秒)滴入100mL的1mol/L的NaOH水溶液，并在100℃条件下机械搅拌(2000转/分)反应1h，反应结束，将反映产物用清水洗至pH为9即可，得到的黑色固态产物置于60℃条件下干燥后即可得到本发明描述的一种污水处理用多功能吸附材料。
模拟废水处理实验：将上述多功能吸附粉末材料0.5g倒入500mL模拟废水中，搅拌30s，用磁棒从上述废水中回收材料，实验结果见附图1。图1为通过磁棒回收污水中该多功能吸附材料的示意图。
表1：采用实施例2合成的多功能吸附材料进行模拟污水处理实验得到
对可溶性COD、铜离子以及总磷的吸附数据
项目 COD<sub>可溶</sub> Cu<sup>2+</sup> 总磷
处理前(mg/L) 775 100 10
处理后(mg/L) 78 4 0.18
去除率(％) 89.94 96 98.2
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
壳聚糖溶解步骤：将壳聚糖粉末倒入水中，在磁力搅拌条件下，滴入酸得到淡黄色透明的壳聚糖水溶液；
活性炭吸附步骤：将活性炭粉末加入到上述壳聚糖水溶液中，搅拌得到黑色糊状物；
铁盐配置步骤：取三价铁盐与亚铁盐的混合物置于水中搅拌至充分溶解；
材料合成步骤：将黑色糊状物与铁盐溶液混合搅拌后滴入NaOH水溶液，将反映产物用清水清洗，干燥得到的黑色固态产物。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，其特征在于，
所述壳聚糖溶解步骤中，壳聚糖粉末为不可水溶的未经过改性的壳聚糖，并且溶解壳聚糖的酸可以为盐酸、稀硫酸等无机酸或者冰醋酸、柠檬酸等。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，其特征在于，活性炭吸附步骤中，采用机械搅拌的方式来保证反应物各组分的充分接触。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，其特征在于，多功能吸附材料的合成步骤中，滴入NaOH水溶液的操作在50-100℃以及快速搅拌的条件下进行，以1-6滴/秒的速度要匀速搅拌。
5.根据权利要求1所述的一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶解步骤中将壳聚糖粉末0.1-1g倒入10-100mL水中，在磁力搅拌条件下，滴入1-2mL酸，得到淡黄色透明的壳聚糖水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭吸附步骤中将10-100g活性炭粉末加入到所述壳聚糖水溶液中，在搅拌条件，使其充分接触，搅拌时间为0.5-24h，得到黑色糊状物。
7.根据权利要求1所述的一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，其特征在于，所述铁盐配置步骤中取0.1-1g的三价铁盐与亚铁盐的混合物置于10-100mL水中搅拌至充分溶解，其中Fe3+:Fe2+的摩尔比为1：1～2：1。
8.根据权利要求1所述的一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法，其特征在于，所述材料合成步骤中，将黑色糊状物与铁盐溶液混合搅拌1-60min，再向混合体系中滴入10-100mL的0.1-1mol/L的NaOH水溶液，并在50-100℃条件下搅拌反应0.5-1h，反应结束，将反映产物用清水洗至pH为6-9即可，得到的黑色固态产物置于60℃条件下干燥后即可得到本发明描述的一种污水处理用多功能吸附材料。
9.根据权利要求1所述的一种污水处理用多功能吸附材料的制备方法制备的多功能吸附材料。
10.根据权利要求9所述的多功能吸附材料，其特征在于：该材料为黑色粉末；该材料可同步吸附废水中的COD可溶、总磷以及重金属离子等三种污染因子，且通过外磁场的作用，该材料可以被磁性吸附回收。
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