CN111686701A - 一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理污水的羧甲基壳聚糖‑环糊精‑活性炭复合材料，通过6位氨基化的环糊精作为交联剂将羧甲基壳聚糖交联成为复杂的网状结构，同时在网格结构上均匀分布着活性炭分子，形成一个分子结构庞大，吸附能力强的复合材料；首先，其分子结构庞大，吸附能力强，不仅能够吸附污水中的各种污染物，如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素或氨氮等，而且能够吸附污水中的重金属离子，净水效果优于传统的无机净水剂；采用本发明的处理污水的水处理剂，能够有效同时脱除污水中的多种富营养离子和重金属，打破常规水处理剂只能吸附脱除单一富氮或富磷营养元素的局限。

Description

一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料及其应用
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体说是一种处理污水的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料和用其制备的污水处理剂。
背景技术
生活污水和工业污水的污染物主要是有机物和各种重金属离子，如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素或氨氮等，重金属离子如铅，铬等，富营养化严重，并且污染物种类较杂，不稳定，容易腐化产生恶臭，因此生活和工业污水排放前必须进行处理；
目前治理和控制生活和工业污水的方法主要有化学法、物理法、物化法和生物法，其中物理法是常用的方法，其吸附工艺简单、运行可靠、既可以作为单独的治理手段使用，也可以与化学、生物法进行连用，成为治理生活和工业污水的常用方法，目前国内外关于利用吸附法处理生活和工业污水的研究也越来越多，常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅藻土等，虽然现有的吸附剂吸附容量大，但是价格昂贵、使用寿命短，操作费用高，因此，寻求吸附性能更加优异，价格低廉的吸附剂也是本领域一直研究的方向。
另外，目前的常规水处理剂一般针对某种污染物的吸附能力突出，如单独吸附其中的氮，或者单独吸附其中的磷元素，针对多种污染物同时有吸附能力的复合水处理剂较少；最后水处理剂吸附污水后的后处理问题也是目前亟需解决的问题，如直接丢弃会造成固体废物污染。
因此，发明一种吸附性能优异，价格低廉，能够同时吸附多种污染物的复合水处理剂，是目前亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种处理污水的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料和用其制备的污水处理剂。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，按照以下步骤制备得到：
①制备羧甲基壳聚糖：
将壳聚糖加入到异丙醇中，继续搅拌30～60分钟，加入氢氧化钠，加入过程中控制反应液温度在35～45℃，当反应液的pH值在8.5～9.0之间时，停止加入氢氧化钠，继续搅拌30～60分钟，然后滴加氯乙酸异丙醇溶液，滴加时控制反应液的温度在45℃以下，滴加完毕升温至50～55℃，搅拌反应6小时，加入第一乙醇沉淀，过滤，滤饼用第二乙醇洗涤，干燥得羧甲基壳聚糖；
氯乙酸异丙醇溶液中氯乙酸的质量浓度为8～12％；
其中壳聚糖、异丙醇、氯乙酸异丙醇溶液、第一乙醇和第二乙醇的质量比为10：90～110：50～60：180～220：45～55；
②将步骤①所得羧甲基壳聚糖加入到氯化钠水溶液中，搅拌溶胀1～2小时，加入活性炭，搅拌10分钟，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，然后在10～30℃下搅拌1～2小时，得第一反应液；
向所得第一反应液中加入6位氨基化的环糊精，升温至50～60℃，搅拌反应12～36小时，降温至10～30℃，搅拌2小时，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤，然后用第三乙醇洗涤，最后用丙酮洗涤，10～30℃下真空干燥，得到羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料；
氯化钠水溶液的摩尔比为0.4～0.6mol/L；
其中羧甲基壳聚糖、氯化钠水溶液、活性炭、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、6位氨基化的环糊精、去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为4～6：200～220：1：3～5：1.8～2.2：4～6：90～110：90～110：90～110。
其合成路线为：
Figure BDA0002543325260000031
优选的，氯乙酸异丙醇溶液中氯乙酸的质量浓度为10％.
优选的，壳聚糖、异丙醇、氯乙酸异丙醇溶液、第一乙醇和第二乙醇的质量比为10：100：55：200：50。
优选的，步骤②中去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为1：1：1。
优选的，其中羧甲基壳聚糖、氯化钠水溶液、活性炭、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、6位氨基化的环糊精、去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为5：210：1：4：2：5：100：100：100。
本发明还公开了一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料在污水处理中的应用。
本发明还公开了一种污水处理剂，包括上述的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料。
本发明还公开了一种污水处理剂，以重量份计，由以下组分组成：羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料80～100份，腐植酸钠20～30份，六偏磷酸钠1～4份、聚合硫酸铝5～10份和聚丙烯酰胺20～30份。
优选的，以重量份计，由以下组分组成：羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料90份，腐植酸钠25份，六偏磷酸钠3份、聚合硫酸铝8份和聚丙烯酰胺25份。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料是一种复合型高分子聚合物，首先，其分子结构庞大，吸附能力强，不仅能够吸附污水中的各种污染物，如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素或氨氮等，而且能够吸附污水中的重金属离子，净水效果优于传统的无机净水剂；其次，投入原水后形成的絮凝体大，沉淀速度快，活性高，易于过滤。最后对各种原水的适应性强，能够处理各类污水，用量少，可用于生活污水和各类工业污水中，不论原水浊度高低，废水污染物浓度大小，其净化效果显著，对设备、管道无腐蚀性，操作方便，投药量小，净化成本低；
本发明的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，通过6位氨基化的环糊精作为交联剂将羧甲基壳聚糖交联成为复杂的网状结构，同时在网格结构上均匀分布着活性炭分子，形成一个分子结构庞大，吸附能力强的复合材料；
首先羧甲基壳聚糖中含有大量的氨基和羟基，能够吸附污水中的各种污染物，同时螯合多种金属离子，从而达到去除污水中金属离子的作用；以6位氨基化的环糊精作为交联剂，可以使羧甲基壳聚糖交联成为复杂的网状结构，能够吸附污水中的各种污染物，并且增加羧甲基壳聚糖对金属离子的螯合作用，并且由于6位氨基化的环糊精本身的疏水空穴结构，可吸附疏水的有机小分子化合物；其中活性炭在网格结构上均匀分布，具有较好的吸附作用，可有效吸附污水中的有机小分子化合物，并且吸附污染物后的处理剂易于过滤；
采用本发明的处理污水的水处理剂，能够有效同时脱除污水中的多种富营养离子和重金属，打破常规水处理剂只能吸附脱除单一富氮或富磷营养元素的局限；能够提高对单一富氮或富磷营养元素的脱除效果，并且制备原料来源丰富，工艺条件采用现有设备即可完成，能够实现大规模的工业化生产。
本发明的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料可以和现有的絮凝剂等复配使用，一方面降低水处理剂的使用量，另一方面絮凝沉淀效果更加优异，尤其能有效去除污水中的重金属离子。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种处理污水的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料和用其制备的污水处理剂，通过以下技术方案实现：
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
本发明中的6位氨基化的环糊精即七(6-氨基-6-去氧)-β-环糊精，CAS号：30754-24-6。
实施例1
一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，按照以下步骤制备得到：
①制备羧甲基壳聚糖：
将壳聚糖加入到异丙醇中，继续搅拌30～60分钟，加入氢氧化钠，加入过程中控制反应液温度在35℃，当反应液的pH值在8.5时，停止加入氢氧化钠，继续搅拌30分钟，然后滴加氯乙酸异丙醇溶液，滴加时控制反应液的温度在45℃以下，滴加完毕升温至50℃，搅拌反应6小时，加入第一乙醇沉淀，过滤，滤饼用第二乙醇洗涤，干燥得羧甲基壳聚糖；
氯乙酸异丙醇溶液中氯乙酸的质量浓度为8％；
其中壳聚糖、异丙醇、氯乙酸异丙醇溶液、第一乙醇和第二乙醇的质量比为10：90：50：180：45；
②将步骤①所得羧甲基壳聚糖加入到氯化钠水溶液中，搅拌溶胀1小时，加入活性炭，搅拌10分钟，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，然后在10℃下搅拌2小时，得第一反应液；
向所得第一反应液中加入6位氨基化的环糊精，升温至50℃，搅拌反应12小时，降温至10℃，搅拌2小时，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤，然后用第三乙醇洗涤，最后用丙酮洗涤，10℃下真空干燥，得到羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料；
氯化钠水溶液的摩尔比为0.4mol/L；
其中羧甲基壳聚糖、氯化钠水溶液、活性炭、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、6位氨基化的环糊精、去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为6：200：1：3：2.2：4：110：110：90。
实施例2
一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，按照以下步骤制备得到：
①制备羧甲基壳聚糖：
将壳聚糖加入到异丙醇中，继续搅拌60分钟，加入氢氧化钠，加入过程中控制反应液温度在45℃，当反应液的pH值在9.0之间时，停止加入氢氧化钠，继续搅拌60分钟，然后滴加氯乙酸异丙醇溶液，滴加时控制反应液的温度在45℃以下，滴加完毕升温至55℃，搅拌反应6小时，加入第一乙醇沉淀，过滤，滤饼用第二乙醇洗涤，干燥得羧甲基壳聚糖；
氯乙酸异丙醇溶液中氯乙酸的质量浓度为12％；
其中壳聚糖、异丙醇、氯乙酸异丙醇溶液、第一乙醇和第二乙醇的质量比为10：110：60：220：55；
②将步骤①所得羧甲基壳聚糖加入到氯化钠水溶液中，搅拌溶胀2小时，加入活性炭，搅拌10分钟，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，然后在30℃下搅拌2小时，得第一反应液；
向所得第一反应液中加入6位氨基化的环糊精，升温至60℃，搅拌反应36小时，降温至30℃，搅拌2小时，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤，然后用第三乙醇洗涤，最后用丙酮洗涤，30℃下真空干燥，得到羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料；
氯化钠水溶液的摩尔比为0.6mol/L；
其中羧甲基壳聚糖、氯化钠水溶液、活性炭、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、6位氨基化的环糊精、去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为4：220：1：5：1.8：6：90：90：110。
实施例3
一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，按照以下步骤制备得到：
①制备羧甲基壳聚糖：
将壳聚糖加入到异丙醇中，继续搅拌50分钟，加入氢氧化钠，加入过程中控制反应液温度在40℃，当反应液的pH值在8.5～9.0之间时，停止加入氢氧化钠，继续搅拌45分钟，然后滴加氯乙酸异丙醇溶液，滴加时控制反应液的温度在45℃以下，滴加完毕升温至50～55℃，搅拌反应6小时，加入第一乙醇沉淀，过滤，滤饼用第二乙醇洗涤，干燥得羧甲基壳聚糖；
氯乙酸异丙醇溶液中氯乙酸的质量浓度为9％；
其中壳聚糖、异丙醇、氯乙酸异丙醇溶液、第一乙醇和第二乙醇的质量比为10：105：52：190：52；
②将步骤①所得羧甲基壳聚糖加入到氯化钠水溶液中，搅拌溶胀1.5小时，加入活性炭，搅拌10分钟，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，然后在25℃下搅拌1.2小时，得第一反应液；
向所得第一反应液中加入6位氨基化的环糊精，升温至52℃，搅拌反应30小时，降温至20℃，搅拌2小时，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤，然后用第三乙醇洗涤，最后用丙酮洗涤，15℃下真空干燥，得到羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料；
氯化钠水溶液的摩尔比为0.45mol/L；
其中羧甲基壳聚糖、氯化钠水溶液、活性炭、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、6位氨基化的环糊精、去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为4.5：205：1：3.5：1.9：4.5：95：95：95。
实施例4
一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，按照以下步骤制备得到：
①制备羧甲基壳聚糖：
将壳聚糖加入到异丙醇中，继续搅拌45分钟，加入氢氧化钠，加入过程中控制反应液温度在40℃，当反应液的pH值在8.5～9.0之间时，停止加入氢氧化钠，继续搅拌40分钟，然后滴加氯乙酸异丙醇溶液，滴加时控制反应液的温度在45℃以下，滴加完毕升温至50～55℃，搅拌反应6小时，加入第一乙醇沉淀，过滤，滤饼用第二乙醇洗涤，干燥得羧甲基壳聚糖；
氯乙酸异丙醇溶液中氯乙酸的质量浓度为10％；
其中壳聚糖、异丙醇、氯乙酸异丙醇溶液、第一乙醇和第二乙醇的质量比为10：100：55：200：50；
②将步骤①所得羧甲基壳聚糖加入到氯化钠水溶液中，搅拌溶胀1.5小时，加入活性炭，搅拌10分钟，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，然后在20℃下搅拌1.5小时，得第一反应液；
向所得第一反应液中加入6位氨基化的环糊精，升温至55℃，搅拌反应24小时，降温至20℃，搅拌2小时，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤，然后用第三乙醇洗涤，最后用丙酮洗涤，20℃下真空干燥，得到羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料；
氯化钠水溶液的摩尔比为0.5mol/L；
其中羧甲基壳聚糖、氯化钠水溶液、活性炭、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、6位氨基化的环糊精、去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为5：210：1：4：2.0：5：100：100：100。
实施例5
一种污水处理剂，由以下组分组成：羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料80份，腐植酸钠20份，六偏磷酸钠4份、聚合硫酸铝5份和聚丙烯酰胺30份。
实施例6
一种污水处理剂，由以下组分组成：羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料100份，腐植酸钠30份，六偏磷酸钠1份、聚合硫酸铝10份和聚丙烯酰胺20份。
实施例7
一种污水处理剂，由以下组分组成：羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料85份，腐植酸钠24份，六偏磷酸钠2份、聚合硫酸铝6份和聚丙烯酰胺24份。
实施例8
一种污水处理剂，由以下组分组成：羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料90份，腐植酸钠25份，六偏磷酸钠3份、聚合硫酸铝8份和聚丙烯酰胺25份。
对比例1(无活性炭)
与实施例4的步骤基本相同，除了没有加入活性炭的步骤，最后得到的材料为羧甲基壳聚糖-环糊精复合材料。
对比例2(无6位氨基化的环糊精)
与实施例4的步骤基本相同，不同之处在于将6位氨基化的环糊精用单-6-氨基-6-去氧-β-环糊精替代。
对比例3
一种污水处理剂，由以下组分组成：腐植酸钠25份，六偏磷酸钠3份、聚合硫酸铝8份和聚丙烯酰胺25份。
实施例5～8采用的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料可以是实施例1～4中得到的任一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，优选的是实施例4中的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料。
一、工业污水处理试验
取山东某维生素制药厂的医药工业废水，其中废水中的污染物经检测浓度依次为：COD 515mg/L，BOD 28mg/L，SS 68mg/L，NH3-N 15.4mg/L，磷酸盐0.68mg/L，分别取上述废水1L，使用实施例1～4制备的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料及对比例1～2的复合材料对上述工业废水进行混凝沉淀处理，羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料用量为50mg，在搅拌速度100rpm搅拌下充分混匀30分钟，然后沉淀30分钟后经过滤得到滤液，然后对各组滤液进行检测，结果如表1所示。
表1工业污水处理试验结果表
Figure BDA0002543325260000101
由表1的结果可以看出，本发明的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料处理工业污水后，COD的含量降至为70～82mg/L，去除率达到84.1～86.4％；BOD的含量降至为4.2～5.4mg/L，BOD去除率达到80.7～85.0％；SS的含量降至为9.0～12.5mg/L，去除率达到81.6～86.7％；NH3-N的含量降至为1.8～2.4mg/L，去除率达到84.4～88.3％，磷酸盐的含量降至为0.06～0.08mg/L，去除率达到88.2～91.1％；
由表1的数据可以看出，本发明的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，能够吸附污水中的各种污染物，如蛋白质、氨氮或磷酸盐及固体悬浮物，净水效果明显，打破常规水处理剂只能吸附脱除单一富氮或富磷营养元素的局限；经处理后，该工业废水能达到国家规定的排放标准；在试验过程中，复合材料投入水中后絮凝体体积大，沉降速度快，易于过滤；
由表1的数据还可以看出，对比例1～2与实施例1～4羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料的污水处理效果有明显的差异，其中对比例1中由于没有添加活性炭组分，其对固体悬浮物、NH3-N、磷酸盐的去除率与实施例1～4存在明显差异，其中固体悬浮物的去除率仅仅为32.9％，NH3-N的去除率仅仅为38.3％、磷酸盐的去除率仅仅为38.2％远远低于实施例1～4的数据，也可以看出，本发明活性炭在羧甲基壳聚糖-环糊精网格结构上的分布，可有效吸附污水中的有机小分子化合物和固体悬浮物。
而对比文件2中采用单-6-氨基-6-去氧-β-环糊精替换6位氨基化的环糊精，使得分子交联的程度减少，因此去污水效果也大大折扣，其中各种成分的吸附量明显减少，其中COD去除率仅仅为80.1％；BOD去除率仅仅为68.5％；SS去除率仅仅为70％；NH3-N的去除率仅仅为46.7％，磷酸盐的去除率仅仅为41.1％，可以看出，本发明的6位氨基化的环糊精由于氨基的个数多，因此交联程度大，能使羧甲基壳聚糖交联成为更为复杂的网状结构，分子结构更大，显著提高了其吸附能力，因而能够更有效的吸附污水中的各种污染物。
二、实验室含重金属污水的处理试验
将某高校有机化学实验室的实验污水进行测试，发现其各离子的浓度依次为Pb2+：205mg/L，Cr6+：342mg/L；将实验污水依次倒入数个200ml烧杯中，分别加入实施例1～4的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料和对比例1～2的复合材料，每组加入量为10mg，每组平行进行3次实验，搅拌15分钟，静置半小时后过滤，测量各组中废水中的铅离子和铬离子的含量，结果如表2所示。
表2实验室污水处理各组的铅离子和铬离子的结果表
Pb<sup>2+</sup>(mg/L) Cr<sup>6+</sup>(mg/L)
实施例1 10.2 18.5
实施例2 9.5 15.2
实施例3 9.2 15.4
实施例4 8.5 12.0
对比例1 10.6 19.2
对比例2 56.2 65.4
由表2的结果可以看出，本发明的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料对重金属离子有很好的螯合作用，能够有效吸附污水中的重金属；对比例1中对重金属的吸附能力与实施例1～4区别相差不大，但是对比例2中的差别具有明显的差异性，可以看出，以6位氨基化的环糊精作为交联剂，可以使羧甲基壳聚糖交联成为复杂的网状结构，能够吸附污水中的各种污染物，并且增加羧甲基壳聚糖对金属离子的螯合作用。
采用实施例5～8中的污水处理剂和对比例3处理丙烯酰胺上下游系列产品生产过程中的综合废水，其中废水中的污染物浓度为COD 325mg/L，BOD 25mg/L，SS 74mg/L，NH3-N18.6mg/L，Cu2+：205mg/L，Zn2+：342mg/L；以实施例5～8中的污水处理剂进行加药混凝处理，包括混凝池，沉淀池和砂滤池。
将25m3的废水引入混凝池(5m*5m*5m)向其中加入实施例5～8的污水处理剂2.00kg，使得水处理剂的药剂加入量为80mg/L，采用对比例3的污水处理剂的药剂加入量为320mg/L(8.00kg)，后续操作相同：在100～150rpm下搅拌下半小时，得到混合液；将其引入沉淀池进行沉降，进行充分的泥水分离；将沉淀池中的上清液进入砂滤池，对废水中的杂质进行过滤。砂滤池的组成为底部厚度10cm左右粒径5～10mm的砂砾，中部厚度30cm左右粒径2～5cm的砂砾主过滤层，顶部厚度15cm，粒径1～3mm的砂砾过滤池，滤液即为处理后的出水，进行各项指标的检测，结果如表3所示。
表3采用实施例5～8的水处理剂处理工业废水的效果
Figure BDA0002543325260000121
Figure BDA0002543325260000131
由表3的试验结果可以看出，本发明的水处理剂中将羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料和现有的常规处理剂可以在产业上对污水中的各种污染物进行处理，其中COD的去除率达到85％以上，BOD、SS的去除率达到86％以上，NH3-N的去除率达到87％以上，铜离子和锌离子的去除率均在90％以上。对比例3中由于没有添加羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，在用量是实施例5～8污水处理剂的4倍的前提下除了COD的去除率在70％以上外，其余的去除率均与实施例5～8具有明显差异，尤其是金属离子，基本没能去除，说明本发明的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料可以和现有的絮凝剂等复配使用，产生非常好的处理效果，一方面降低水处理剂的使用量，另一方面絮凝沉淀效果更加优异，并且能有效去除污水中的重金属。

Claims (9)

1.一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，其特征在于：按照以下步骤制备得到：
①制备羧甲基壳聚糖：
将壳聚糖加入到异丙醇中，继续搅拌30～60分钟，加入氢氧化钠，加入过程中控制反应液温度在35～45℃，当反应液的pH值在8.5～9.0之间时，停止加入氢氧化钠，继续搅拌30～60分钟，然后滴加氯乙酸异丙醇溶液，滴加时控制反应液的温度在45℃以下，滴加完毕升温至50～55℃，搅拌反应6小时，加入第一乙醇沉淀，过滤，滤饼用第二乙醇洗涤，干燥得羧甲基壳聚糖；
氯乙酸异丙醇溶液中氯乙酸的质量浓度为8～12％；
其中壳聚糖、异丙醇、氯乙酸异丙醇溶液、第一乙醇和第二乙醇的质量比为10：90～110：50～60：180～220：45～55；
②将步骤①所得羧甲基壳聚糖加入到氯化钠水溶液中，搅拌溶胀1～2小时，加入活性炭，搅拌10分钟，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，然后在10～30℃下搅拌1～2小时，得第一反应液；
向所得第一反应液中加入6位氨基化的环糊精，升温至50～60℃，搅拌反应12～36小时，降温至10～30℃，搅拌2小时，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤，然后用第三乙醇洗涤，最后用丙酮洗涤，10～30℃下真空干燥，得到羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料；
氯化钠水溶液的摩尔比为0.4～0.6mol/L；
其中羧甲基壳聚糖、氯化钠水溶液、活性炭、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、6位氨基化的环糊精、去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为4～6：200～220：1：3～5：1.8～2.2：4～6：90～110：90～110：90～110。
2.根据权利要求1所述的一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，其特征在于：氯乙酸异丙醇溶液中氯乙酸的质量浓度为10％。
3.根据权利要求1所述的一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，其特征在于：壳聚糖、异丙醇、氯乙酸异丙醇溶液、第一乙醇和第二乙醇的质量比为10：100：55：200：50。
4.根据权利要求1所述的一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，其特征在于：步骤②中去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为1：1：1。
5.根据权利要求1所述的一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料，其特征在于：其中羧甲基壳聚糖、氯化钠水溶液、活性炭、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、6位氨基化的环糊精、去离子水、第三乙醇和丙酮的质量比为5：210：1：4：2：5：100：100：100。
6.权利要求1所述的一种羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料的应用，其特征在于：在污水处理中的应用。
7.一种污水处理剂，其特征在于：包括权利要求1所述的羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料。
8.根据权利要求7所述的一种污水处理剂，其特征在于：以重量份计，由以下组分组成：羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料80～100份，腐植酸钠20～30份，六偏磷酸钠1～4份、聚合硫酸铝5～10份和聚丙烯酰胺20～30份。
9.根据权利要求7所述的一种污水处理剂，其特征在于：以重量份计，由以下组分组成：羧甲基壳聚糖-环糊精-活性炭复合材料90份，腐植酸钠25份，六偏磷酸钠3份、聚合硫酸铝8份和聚丙烯酰胺25份。
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