CN111715195A - 一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂及其制备方法。其技术方案是：按浓度为5～15kg/L，将铜渣粉加入到摩尔浓度为0.5～1.5mol/L稀盐酸中，超声分散，得到盐酸铜渣悬浮液。按盐酸铜渣悬浮液∶苯胺的体积比为50～100∶1混合，搅拌，得到混合悬浮液。按浓度为0.2～2.0mg/L，将过硫酸铵加入摩尔浓度为0.5～1.0mol/L的稀盐酸中，搅拌，得到过硫酸铵盐酸溶液。按照1～5mL/min的流量，将过硫酸铵盐酸溶液加入混合悬浮液中，过硫酸铵盐酸溶液∶混合悬浮液的体积比为1∶0.25～0.50，搅拌，磁选收集固体粉末，制得铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂。本发明成本低廉、工艺简单、能将废弃物循环利用，所制制品对工业废水中的重金属吸附能力强和能重复利用。
Description
技术领域
本发明属于磁性复合吸附剂技术领域。具体涉及一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂及其制备方法。
背景技术
近年来，电镀、冶金、制革和纺织印染等行业发展，排出的含Cr(VI)等重金属离子的废水已成为生态环境的重要污染源，对人类健康造成极大的危害。因此，对含重金属离子的工业废水进行处理，对控制水污染和土地污染，保证人类健康具有极大意义。目前，处理废水中的重金属离子多采用吸附法，该方法具有操作简单、适应范围广等优点。
吸附剂是决定吸附效率和成本的关键因素，目前工业上应用最多的吸附剂是活性炭，通过对活性炭进行改性以提高对重金属的吸附能力。如“一种污水处理吸附剂及其制备和使用方法”(CN 109289780 A)专利技术，将改性玉米芯、改性柚子皮和活性炭混合，增加吸附剂表面孔隙的方法提高对重金属的吸附能力。“一种可重复利用的污水处理吸附剂”(CN 105771931 A)专利技术，通过酸浸、碱浸处理得到改性活性炭，再配合盐酸改性海泡石、膨胀蛭石、空心砖颗粒和玻璃微珠混合均匀，得到一种包括大孔吸附树脂和无机吸附成分的可重复利用的污水处理吸附剂。“一种同步去除污水中重金属和有机物的改性活性炭的制备方法”(CN 108479698 A)专利技术，通过对活性炭进行预处理，再用高锰酸钾和双氧水浸泡，醋酸和醋酸钠浸渍，烘干后于500～600℃和氮气气氛中焙烧，再于十二烷基硫酸钠溶液中浸渍，烘干后进行焙烧并用水蒸气深度活化，制得具有重金属吸附能力的活性炭。但上述粉末状吸附剂分散在液体中难分离，不易回收，易造成二次污染。
为解决这一难题，人们将磁性纳米材料与碳基材料复合形成磁性复合吸附剂。磁性纳米材料的优点是通过施加外加磁场即可回收再利用，经济高效。如“一种通用磁性吸附剂的制备方法与应用”(CN 108393073 A)专利技术，采用溶剂热法经170～250℃合成碳与磁性尖晶石型铁氧体MFe2O4杂化的纳米复合材料MFe2O4/C磁性吸附剂。该方法虽然解决了固液分离问题，但需要特别方法制备磁性材料，工艺复杂、成本高和工业化生产困难。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的在于提供一种成本低廉、工艺简单和能将废弃物再生循环利用的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂的制备方法，用该方法制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂对工业废水中的重金属吸附效率高、回收率高且回收后可重复利用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
步骤一、按照浓度为5～15kg/L，将铜渣粉加入到稀盐酸中，在室温条件下超声分散10～30min，得到盐酸铜渣悬浮液。
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L。
步骤二、按所述盐酸铜渣悬浮液∶苯胺的体积比为50～100∶1，将所述盐酸铜渣悬浮液和所述苯胺混合，搅拌均匀，得到混合悬浮液。
步骤三、按照浓度为0.2～2.0mg/L，将过硫酸铵加入到稀盐酸中，搅拌5～15min，得到过硫酸铵盐酸溶液。
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为0.5～1.0mol/L。
步骤四、按照1～5mL/min的流量，将所述过硫酸铵盐酸溶液加入到所述混合悬浮液中，所加入的过硫酸铵盐酸溶液∶混合悬浮液的体积比为1∶0.25～0.50，持续搅拌12～24h，磁选收集固体粉末，制得铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂。
所述铜渣粉为火法炼铜的铜渣粉，铜渣粉的主要矿物组成为Fe2SiO4和Fe3O4，铜渣粉的化学组成为：Fe2O3≥40.0wt％，SiO2为25.0～35.0wt％；所述铜渣粉的粒径为≤74μm。
所述苯胺的C6H7N含量≥99.0wt％。
所述过硫酸铵的(NH4)2S2O8含量≥98.5wt％。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明以工业固体废弃物铜渣作为原料，成本低廉，在治理废水的同时，还能将废弃物合理再生利用，具有“变废为宝”、“以废治废”的优点。
(2)本发明采用原位聚合法制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂为具有核壳结构的铜渣聚苯胺复合材料，外壳是由纤维棒状聚苯胺堆叠构成，具有丰富的孔隙结构，比表面积大；同时表面有丰富的氨基、亚胺基官能团，对重金属离子具有静电吸附、还原吸附以及螯合反应三重吸附作用，吸附能力强，吸附效率高。
(3)本发明制备的具有核壳结构的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂，以具有强磁性的铜渣作为吸附剂的磁核，不必特别额外制备磁性材料，并可在吸附完成后通过外加磁场轻松实现吸附剂与溶液的分离，有效避免了吸附剂在水中残留造成的二次污染。
(4)本发明所制备的具有核壳结构的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂，吸附完成回收后，通过解吸释放重金属离子后，吸附剂的结构保持不变，性能稳定，可重复利用。
本发明所制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂经检测：当pH＝2～7时，对废水中重金属Cr(VI)的吸附量为350.68～600.14mg/g，5次吸附-解吸循环后，Cr(VI)的去除率>90％。
因此，本发明具有成本低廉、工艺简单、对生产设备要求低、能将废弃物再生循环利用和易于工业化生产的特点，所制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂对工业废水中的重金属吸附能力强、吸附效率高、容易回收和可重复利用。
附图说明
图1是本发明制备的一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂的TEM图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式涉及的物料统一描述如下，实施例中不再赘述：
所述铜渣粉为火法炼铜的铜渣粉，铜渣粉的主要矿物组成为Fe2SiO4和Fe3O4；所述铜渣粉的粒径≤74μm。
所述苯胺的C6H7N含量≥99.0wt％
所述过硫酸铵的(NH4)2S2O8含量≥98.5wt％。
实施例1
一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂及其制备方法。本实例所述制备方法的具体步骤是：
步骤一、按照浓度为5kg/L，将铜渣粉加入到稀盐酸中，在室温条件下超声分散10min，得到盐酸铜渣悬浮液。
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为0.5mol/L。
步骤二、按所述盐酸铜渣悬浮液∶苯胺的体积比为50∶1，将所述盐酸铜渣悬浮液和所述苯胺混合，搅拌均匀，得到混合悬浮液。
步骤三、按照浓度为0.2mg/L，将过硫酸铵加入到稀盐酸中，搅拌5min，得到过硫酸铵盐酸溶液。
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为0.5mol/L。
步骤四、按照1mL/min的流量，将所述过硫酸铵盐酸溶液加入到所述混合悬浮液中，所加入的过硫酸铵盐酸溶液∶混合悬浮液的体积比为1∶0.25，持续搅拌12h，磁选收集固体粉末，制得铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂。
所述铜渣粉的化学组成是：Fe2O3的含量为58.0wt％；SiO2的含量为25.0wt％。
实施例2
一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂及其制备方法。本实例所述制备方法的具体步骤是：
步骤一、按照浓度为10kg/L，将铜渣粉加入到稀盐酸中，在室温条件下超声分散20min，得到盐酸铜渣悬浮液。
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为1.0mol/L。
步骤二、按所述盐酸铜渣悬浮液∶苯胺的体积比为75∶1，将所述盐酸铜渣悬浮液和所述苯胺混合，搅拌均匀，得到混合悬浮液。
步骤三、按照浓度为1.0mg/L，将过硫酸铵加入到稀盐酸中，搅拌10min，得到过硫酸铵盐酸溶液。
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为0.8mol/L。
步骤四、按照3mL/min的流量，将所述过硫酸铵盐酸溶液加入到所述混合悬浮液中，所加入的过硫酸铵盐酸溶液∶混合悬浮液的体积比为1∶0.40，持续搅拌18h，磁选收集固体粉末，制得铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂。
所述铜渣粉的化学组成是：Fe2O3的含量为50.0wt％；SiO2的含量为30.0wt％。
实施例3
一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂及其制备方法。本实例所述制备方法的具体步骤是：
步骤一、按照浓度为15kg/L，将铜渣粉加入到稀盐酸中，在室温条件下超声分散30min，得到盐酸铜渣悬浮液。
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为1.5mol/L。
步骤二、按所述盐酸铜渣悬浮液∶苯胺的体积比为100∶1，将所述盐酸铜渣悬浮液和所述苯胺混合，搅拌均匀，得到混合悬浮液。
步骤三、按照浓度为2.0mg/L，将过硫酸铵加入到稀盐酸中，搅拌15min，得到过硫酸铵盐酸溶液。
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为1.0mol/L。
步骤四、按照5mL/min的流量，将所述过硫酸铵盐酸溶液加入到所述混合悬浮液中，所加入的过硫酸铵盐酸溶液∶混合悬浮液的体积比为1∶0.50，持续搅拌24h，磁选收集固体粉末，制得铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂。
所述铜渣粉的化学组成是：Fe2O3的含量为40.0wt％；SiO2的含量为35.0wt％。
本具体实施方式与现有技术相比具有以下优点：
(1)本具体实施方式以工业固体废弃物铜渣作为原料，成本低廉，在治理废水的同时，还能将废弃物合理再生利用，具有“变废为宝”、“以废治废”的优点。
(2)本具体实施方式采用原位聚合法制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂如附图所示，图1是实施例2制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂的TEM图；从图1可以看出：所制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂具有核壳结构的铜渣聚苯胺复合材料，核是铜渣，外壳是由纤维棒状聚苯胺堆叠构成，具有丰富的孔隙结构，比表面积大；同时表面有丰富的氨基、亚胺基官能团；对重金属离子具有静电吸附、还原吸附以及螯合反应三重吸附作用，吸附能力强，吸附效率高。
(3)本具体实施方式制备的具有核壳结构的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂，以具有强磁性的铜渣作为吸附剂的磁核，不必特别额外制备磁性材料，并可在吸附完成后通过外加磁场轻松实现吸附剂与溶液的分离，有效避免了吸附剂在水中残留造成的二次污染。
(4)本具体实施方式所制备的具有核壳结构的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂，吸附完成回收后，通过解吸释放重金属离子后，吸附剂的结构保持不变，性能稳定，可重复利用。
本具体实施方式所制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂经检测：当pH＝2～7时，对废水中重金属Cr(VI)的吸附量为350.68～600.14mg/g，5次吸附-解吸循环后，Cr(VI)的去除率>90％。
因此，本具体实施方式具有成本低廉、工艺简单、对生产设备要求低、能将废弃物再生循环利用和易于工业化生产的特点，所制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂对工业废水中的重金属吸附能力强、吸附效率高、容易回收和可重复利用。
Claims (5)
1.一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤是：
步骤一、按照浓度为5～15kg/L，将铜渣粉加入到稀盐酸中，在室温条件下超声分散10～30min，得到盐酸铜渣悬浮液；
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L；
步骤二、按所述盐酸铜渣悬浮液∶苯胺的体积比为50～100∶1，将所述盐酸铜渣悬浮液和所述苯胺混合，搅拌均匀，得到混合悬浮液；
步骤三、按照浓度为0.2～2.0mg/L，将过硫酸铵加入到稀盐酸中，搅拌5～15min，得到过硫酸铵盐酸溶液；
本步骤所述稀盐酸的摩尔浓度为0.5～1.0mol/L；
步骤四、按照1～5mL/min的流量，将所述过硫酸铵盐酸溶液加入到所述混合悬浮液中，所加入的过硫酸铵盐酸溶液∶混合悬浮液的体积比为1∶0.25～0.50，持续搅拌12～24h，磁选收集固体粉末，制得铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂。
2.根据权利要求1所述的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述铜渣粉为火法炼铜的铜渣粉，铜渣粉的主要矿物组成为Fe2SiO4和Fe3O4，铜渣粉的化学组成为：Fe2O3≥40.0wt％，SiO2为25.0～35.0wt％；所述铜渣粉的粒径为≤74μm。
3.根据权利要求1所述的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述苯胺的C6H7N含量≥99.0wt％。
4.根据权利要求1所述的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述过硫酸铵的(NH4)2S2O8含量≥98.5wt％。
5.一种铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂，其特征在于所述铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂是根据权利要求1～4项中任一项所述的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂的制备方法所制备的铜渣聚苯胺磁性复合吸附剂。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114425310A (zh) * | 2020-10-29 | 2022-05-03 | 伊斯拓通用设备江苏有限公司 | 一种改性聚苯胺吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN114602436A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-06-10 | 中州水务控股有限公司 | 一种磁化铁盐污泥的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012001747A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Hokkaido Univ | 銅製錬スラグを原料とする貴金属吸着材およびその製法 |
| CN102718279A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-10-10 | 陕西科技大学 | 利用磁性聚苯胺吸附剂去除水中腐殖酸类污染物的方法 |
| CN102886245A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-01-23 | 安徽工业大学 | 一种用于废水处理的聚苯胺/海泡石纳米复合纤维的制备方法 |
-
2020
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012001747A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Hokkaido Univ | 銅製錬スラグを原料とする貴金属吸着材およびその製法 |
| CN102718279A (zh) * | 2012-06-05 | 2012-10-10 | 陕西科技大学 | 利用磁性聚苯胺吸附剂去除水中腐殖酸类污染物的方法 |
| CN102886245A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-01-23 | 安徽工业大学 | 一种用于废水处理的聚苯胺/海泡石纳米复合纤维的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HAN XIAOYU等: ""Core–shell structured Fe3O4/PANI microspheres and their Cr(VI) ion removal properties"", vol. 171, pages 1 - 6 * |
| T. TÜRK1, İ. ALP等: ""Removal of arsenic from water using copper slag"", vol. 120, pages 313 - 318 * |
| 罗春华等: "《材料制备与性能测试实验》", 机械工业出版社, pages: 89 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114425310A (zh) * | 2020-10-29 | 2022-05-03 | 伊斯拓通用设备江苏有限公司 | 一种改性聚苯胺吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN114602436A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-06-10 | 中州水务控股有限公司 | 一种磁化铁盐污泥的制备方法 |
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