一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料，氧化石墨烯、MnO2、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、叔丁基苯酚、四乙烯五胺、硅酸钠、脱乙酰甲壳素、聚二甲基硅氧烷、十二烷基二甲基苄基氯化铵为主要原料，通过氧化石墨烯用偶联剂硅烷化处理再进行金属氧化物MnO2复合,加入苯酚酚胺树脂复合制备出绿色环保的钙镁离子吸附材料；本发明专利技术通过氧化石墨烯用偶联剂硅烷化处理再进行金属氧化物MnO2复合,加入苯酚酚胺树脂复合制备出绿色环保的钙镁离子吸附材料，具有良好的钙镁金属离子吸附性能,吸附能力优于市面的活性炭产品,可用于污水处理及水中毒害物的去除,由于其出色的孔道分布及强大的孔容,也可以适用于载体材料。

A nano composite material for adsorption of calcium and magnesium ions in water

The invention discloses a nano composite material for adsorbing calcium and magnesium ions in water, such as graphene oxide, MnO2, glycidyl ether oxypropyl trimethoxy silane, tert butyl phenol, four ethylene five amine, sodium silicate, deacetyl chitin, poly two methyl siloxane, twelve alkyl two methyl benzyl ammonium chloride ammonium chloride as the main raw material. The peroxisated graphene is then alkylated with coupling agent, then the metal oxide MnO2 is compound, and a green and environmentally friendly calcium and magnesium ion adsorption material is prepared by adding phenol amine resin. This invention is prepared by alkylation of graphene oxide with coupling agent and then metal oxide MnO2 compound and phenol phenol amine resin to prepare green. The environmental calcium and magnesium ion adsorbents have good adsorption properties of calcium and magnesium ions, and the adsorption capacity is better than the activated carbon products in the market. It can be used for the removal of sewage treatment and water poisoning. Because of its excellent channel distribution and strong Kong Rong, it can also be applied to the carrier materials.

【技术实现步骤摘要】
一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料
本专利技术涉及一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料，属于水处理领域。
技术介绍
在我国经济和工业技术的快速发展过程中,带来的环境问题越来越受到重视,污水处理材料已经成为污水处理技术中的重要组成部分,同样受到各个领域的关注而目前用于污水处理的种类缺乏,大大限制了污水处理材料的选择,因此,开发一种适用于污水处理的具有对废水中钙镁金属离子吸附效率好,吸附量大,力学性能优异的吸附材料,对丰富污水处理材料,促进污水处理的发展具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料,通过该方法制备的材料具有优异的吸附效果。一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料，制备方法包括以下步骤：步骤1、称量30份改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物、20份活性叔丁基苯酚酚胺树脂、30份硅酸钠、8份二乙烯三胺、3份脱乙酰甲壳素、4份聚丙烯酰胺、3份聚二甲基硅氧烷、7份十二烷基二甲基苄基氯化铵；步骤2、将上述称量的各原料加入到预混机中进行搅拌,常温下,以1000r/min的速度搅拌60min,充分混合，依次加入7份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和14份三氧化二铝粉,升温到60℃反应2h；步骤3、用布氏漏斗过滤分离,并用30℃去离子水清洗2遍,在70℃烘箱中烘干,研磨得到1500目的纳米复合材料。所述的改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物制备方法如下：步骤1、采用0.1mol/L的盐酸溶液、去离子水先后充分洗涤20份氧化石墨烯,过滤,真空干燥,得到酸化处理后的氧化石墨烯；步骤2、将35份MnO2和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按3：4的比例投入甲醇溶液中,在60℃下搅拌反应2h，得到硅烷改性液；步骤3、将上述的得到的硅烷改性液5份加入到酸化处理后的15份氧化石墨烯中,在室温下搅拌24h，经过滤，甲醇和去离子水洗涤3次，在50℃真空干燥24h，制得改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物。所述的活性叔丁基苯酚酚胺树脂制备方法如下：步骤1、将10份叔丁基苯酚、2份四乙烯五胺分别加入到装有磁子、恒压滴液漏斗的三口瓶中,用磁力搅拌油浴锅将其加热到100℃使叔丁基苯酚完全溶解在四乙烯五胺中；步骤2、在搅拌的条件下降低温度至40℃,取2份甲酮倒入恒压滴液漏斗缓慢滴入到三口瓶内,滴加完毕后恒温反应4小时,加入约物料总量50%的二甲苯,升温至100℃,高温下脱水反应4个小时,蒸出二甲苯后,得到红棕色粘稠液体,即为叔丁基苯酚酚胺树脂内核；步骤3、取0.1mol上述步骤中合成的叔丁基苯酚酚胺树脂内核产物溶于250ml水中,降温至10℃,加入50%浓度的氢氧化钠水溶液80g,缓慢滴加0.1molCS2,滴加完毕,将反应体系恢复至室温继续搅拌反应3h,得到活性叔丁基苯酚酚胺树脂。有益效果：本专利技术制备的吸附水中钙镁离子的纳米复合材料，将氧化石墨烯用偶联剂硅烷化处理再进行金属氧化物MnO2复合,加入苯酚酚胺树脂复合，削弱了氧化石墨烯层间的结合力,使层间晶格裂开,改变了表面的高极性，降低其表面能,同时使层间距扩大,比表面积和吸附能力显著增加，叔丁基苯酚酚胺树脂在活化阶段与二硫化碳充分结合，形成的吸附位点稳定地分散于树脂体系中,选用的反应主体的基团分布合理,在同样分子量的前提下具有多个吸附位点参与反应形成结合位点,使合成的纳米复合吸附材料的钙镁离子去除率明显提高。具体实施方式实施例1一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1、称量30份改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物、20份活性叔丁基苯酚酚胺树脂、30份硅酸钠、8份二乙烯三胺、3份脱乙酰甲壳素、4份聚丙烯酰胺、3份聚二甲基硅氧烷、7份十二烷基二甲基苄基氯化铵；步骤2、将上述称量的各原料加入到预混机中进行搅拌,常温下,以1000r/min的速度搅拌60min,充分混合，依次加入7份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和14份三氧化二铝粉,升温到60℃反应2h；步骤3、用布氏漏斗过滤分离,并用30℃去离子水清洗2遍,在70℃烘箱中烘干,研磨得到1500目的纳米复合材料。所述的改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物制备方法如下：步骤1、采用0.1mol/L的盐酸溶液、去离子水先后充分洗涤20份氧化石墨烯,过滤,真空干燥,得到酸化处理后的氧化石墨烯；步骤2、将35份MnO2和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按3：4的比例投入甲醇溶液中,在60℃下搅拌反应2h，得到硅烷改性液；步骤3、将上述的得到的硅烷改性液5份加入到酸化处理后的15份氧化石墨烯中,在室温下搅拌24h，经过滤，甲醇和去离子水洗涤3次，在50℃真空干燥24h，制得改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物。所述的活性叔丁基苯酚酚胺树脂制备方法如下：步骤1、将10份叔丁基苯酚、2份四乙烯五胺分别加入到装有磁子、恒压滴液漏斗的三口瓶中,用磁力搅拌油浴锅将其加热到100℃使叔丁基苯酚完全溶解在四乙烯五胺中；步骤2、在搅拌的条件下降低温度至40℃,取2份甲酮倒入恒压滴液漏斗缓慢滴入到三口瓶内,滴加完毕后恒温反应4小时,加入约物料总量50%的二甲苯,升温至100℃,高温下脱水反应4个小时,蒸出二甲苯后,得到红棕色粘稠液体,即为叔丁基苯酚酚胺树脂内核；步骤3、取0.1mol上述步骤中合成的叔丁基苯酚酚胺树脂内核产物溶于250ml水中,降温至10℃,加入50%浓度的氢氧化钠水溶液80g,缓慢滴加0.1molCS2,滴加完毕,将反应体系恢复至室温继续搅拌反应3h,得到活性叔丁基苯酚酚胺树脂。实施例2步骤1、称量10份改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物、25份活性叔丁基苯酚酚胺树脂、30份硅酸钠、8份二乙烯三胺、3份脱乙酰甲壳素、4份聚丙烯酰胺、3份聚二甲基硅氧烷、7份十二烷基二甲基苄基氯化铵；步骤2、将上述称量的各原料加入到预混机中进行搅拌,常温下,以1000r/min的速度搅拌60min,充分混合，依次加入7份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和14份三氧化二铝粉,升温到60℃反应2h；步骤3、用布氏漏斗过滤分离,并用30℃去离子水清洗2遍,在70℃烘箱中烘干,研磨得到1500目的纳米复合材料。其余制备和实施例1相同。实施例3步骤1、称量5份改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物、20份活性叔丁基苯酚酚胺树脂、30份硅酸钠、8份二乙烯三胺、3份脱乙酰甲壳素、4份聚丙烯酰胺、3份聚二甲基硅氧烷、7份十二烷基二甲基苄基氯化铵；步骤2、将上述称量的各原料加入到预混机中进行搅拌,常温下,以1000r/min的速度搅拌60min,充分混合，依次加入7份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和14份三氧化二铝粉,升温到60℃反应2h；步骤3、用布氏漏斗过滤分离,并用30℃去离子水清洗2遍,在70℃烘箱中烘干,研磨得到1500目的纳米复合材料。其余制备和实施例1相同。实施例4步骤1、称量30份改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物、20份活性叔丁基苯酚酚胺树脂、20份硅酸钠、18份二乙烯三胺、3份脱乙酰甲壳素、4份聚丙烯酰胺、3份聚二甲基硅氧烷、7份十二烷基二甲基苄基氯化铵；步骤2、将上述称量的各原料加入到预混机中进行搅拌,常温下,以1000r/min的速度搅拌60min,充分混合，依次加入7份γ-（甲基丙烯酰氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料，其特征在，制备方法包括以下步骤：步骤1、称量30份改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物、20份活性叔丁基苯酚酚胺树脂、30份硅酸钠、8份二乙烯三胺、3份脱乙酰甲壳素、4份聚丙烯酰胺、3份聚二甲基硅氧烷、7份十二烷基二甲基苄基氯化铵；步骤2、将上述称量的各原料加入到预混机中进行搅拌,常温下,以1000r/min的速度搅拌60min,充分混合，依次加入7份γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和14份三氧化二铝粉,升温到60℃反应2h；步骤3、用布氏漏斗过滤分离,并用30℃去离子水清洗2遍,在70℃烘箱中烘干,研磨得到1500目的纳米复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料，其特征在，制备方法包括以下步骤：步骤1、称量30份改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物、20份活性叔丁基苯酚酚胺树脂、30份硅酸钠、8份二乙烯三胺、3份脱乙酰甲壳素、4份聚丙烯酰胺、3份聚二甲基硅氧烷、7份十二烷基二甲基苄基氯化铵；步骤2、将上述称量的各原料加入到预混机中进行搅拌,常温下,以1000r/min的速度搅拌60min,充分混合，依次加入7份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和14份三氧化二铝粉,升温到60℃反应2h；步骤3、用布氏漏斗过滤分离,并用30℃去离子水清洗2遍,在70℃烘箱中烘干,研磨得到1500目的纳米复合材料。2.根据权利要求1所述一种吸附水中钙镁离子的纳米复合材料，其特征在于，所述的改性纳米氧化石墨烯/MnO2复合物制备方法如下：步骤1、采用0.1mol/L的盐酸溶液、去离子水先后充分洗涤20份氧化石墨烯,过滤,真空干燥,得到酸化处理后的氧化石墨烯；步骤2、将35份MnO2和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按3：4的比例投入甲醇溶液中,在60℃下搅拌反应2h，得到硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蒙，刘志顺，
申请(专利权)人：徐州得铸生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32