一种重金属离子吸附材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种重金属离子吸附材料，是以如下重量份的组分为原料制备而成的：环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物50‑60份，超支化聚乙烯亚胺20‑30份，氧化石墨烯5‑10份。所述重金属离子吸附材料的制备方法包括如下步骤：按重量配比将所有原料加入螺杆挤出机中，在230℃‑250℃条件下共混挤出成型，得到重金属离子吸附材料。本发明专利技术公开的重金属离子吸附材料具有成本低廉、对重金属离子吸附效果好、吸附容量大、易脱吸附的优点。

Heavy metal ion adsorption material and preparation method thereof

The invention discloses a heavy metal ion adsorption material, which is prepared from the following components by weight: cyclodextrin-based cucurbituril triazine copolymer 50 to 60 copolymers, hyperbranched polyethylene imine 20 to 30 copies, graphene oxide 5 to 10 copies. The preparation method of the heavy metal ion adsorption material comprises the following steps: adding all raw materials into the screw extruder according to the weight ratio, blending and extruding at 230 250 C to obtain the heavy metal ion adsorption material. The heavy metal ion adsorption material disclosed by the invention has the advantages of low cost, good adsorption effect for heavy metal ions, large adsorption capacity and easy desorption.

【技术实现步骤摘要】
一种重金属离子吸附材料及其制备方法
本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及一种适用于高效吸附废水中重金属离子的材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济的发展及全球工业化进程的推进，矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业中生产活动逐年增加，环境问题日益突出，大量富含重金属离子的废水接踵而来，这些重金属离子在水中不可自降解，并会通过食物链在生物体内富集，对人类的生存环境、生态和健康构成了很大的威胁，制约着经济的发展和社会的进步，成为了阻碍社会发展的一大屏障。因此，寻求有效措施去除以及富集回收废水中的重金属离子成为当前全球环保领域面临并亟待解决的问题之一。目前，对重金属离子污染水体的治理方法主要包括：化学沉淀法、电化学法、交换树脂法、吸附法、膜分离法、光催化法和超临界流体萃取法。工业上多采用化学沉淀法，但化学沉淀法易导致二次污染，对低浓度的重金属离子处理不彻底，难以应用于治理流动水体；电化学法耗电量大，不太适合大批量处理；离子交换树脂法可以将重金属离子转移到树脂上，但树脂和重金属离子难以分离，无法实现树脂和重金属离子的循环利用；膜分离法虽然处理效率高，但是膜材料的处理成本很高；光催化法是一种环境友好型的处理方法,但成本较高，效率很低；超临界流体萃取法虽然流程简单，萃取速度快，能耗低，但成本太高，而且无法实现大规模的污水处理。吸附法是目前应用最多，操作最简单，处理效果最理想的一种重金属离子处理方法。但现阶段市场上的吸附材料或多或少存在吸附容量较低、再生性不好、价格昂贵的缺陷。因此，开发一种价格低廉，对重金属离子吸附效果好、吸附容量大、易脱吸附的新型吸附材料势符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种重金属离子吸附材料及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，对设备依赖性不大，适合工业化生产；通过所述制备方法制备得到的重金属离子吸附材料克服了现有技术中重金属离子吸附材料存在的价格昂贵，吸附效果不好，吸附容量不大，难脱吸附，设备复杂，易造成二次污染，运行成本高，废物难处理的缺陷，具有成本低廉、对重金属离子吸附效果好、吸附容量大、易脱吸附的优点。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种重金属离子吸附材料，是以如下重量份的组分为原料制备而成的：环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物50-60份，超支化聚乙烯亚胺20-30份，氧化石墨烯5-10份。优选地，所述环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物的制备方法，包括如下步骤：将烯丙基葫芦脲、烯丙基-β-环糊精、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、引发剂和乳化剂溶于高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下65-75℃搅拌反应3-4小时，后在水中沉出，过滤，再置于真空干燥箱100-110℃下烘12-15小时，得到环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物。优选地，所述烯丙基葫芦脲、烯丙基-β-环糊精、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、引发剂、乳化剂、高沸点溶剂的质量比为1:1:(3-4):(0.03-0.05):(0.04-0.06):(12-15)。较佳地，所述烯丙基葫芦脲为预先制备，制备方法参考：ACSNano2012,6(4),2960-8DOI:10.1021/nn204123p；所述烯丙基-β-环糊精购自山东滨州智源生物科技有限公司。优选地，所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。优选地，所述引发剂选自叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化环己酮、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种。优选地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种。较佳地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。优选地，所述重金属离子吸附材料的制备方法，包括如下步骤：按重量配比将所有原料加入螺杆挤出机中，在230℃-250℃条件下共混挤出成型，得到重金属离子吸附材料。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的重金属离子吸附材料，制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，对设备依赖性不大，适合工业化生产。2)本专利技术提供的重金属离子吸附材料，克服了现有技术中重金属离子吸附材料存在的价格昂贵，吸附效果不好，吸附容量不大，难脱吸附，设备复杂，易造成二次污染，运行成本高，废物难处理的缺陷，具有成本低廉、对重金属离子吸附效果好、吸附容量大、易脱吸附的优点。3)本专利技术提供的重金属离子吸附材料，结合了环糊精、氧化石墨烯、葫芦脲优异的吸附性能，由于氧化石墨烯表面具有较多的活性基团，与大分子材料相容性好，且以化学键链接，有利于各材料的固定，更好地发挥对重金属离子的吸附作用；引入超支化聚乙烯亚胺结构，上面较多的氨基结构能提高材料对重金属离子的吸附能力，且支化结构使得活性氨基等基团外露，更好地吸附重金属离子；引入1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮结构，一方面，共轭结构有利于对污水中有机物进行光催化处理，另一方面，结构中的环氧基与超支化聚乙烯亚胺中的氨基、氧化石墨烯表面的活性剂发生化学连接反应，使得材料形成三维网络结构，结构更加紧凑，机械性能和耐候性更加优异。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术下述实施例中所使用的所述烯丙基葫芦脲为预先制备，制备方法参考：ACSNano2012,6(4),2960-8DOI:10.1021/nn204123p；所述烯丙基-β-环糊精购自山东滨州智源生物科技有限公司，其他原料购自于上海泉昕进出口贸易有限公司。实施例1一种重金属离子吸附材料，是以如下重量份的组分为原料制备而成的：环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物50份，超支化聚乙烯亚胺20份，氧化石墨烯5份。所述环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物的制备方法，包括如下步骤：将烯丙基葫芦脲10g、烯丙基-β-环糊精10g、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮30g、叔丁基过氧化氢0.3g和十二烷基苯磺酸钠0.4g溶于二甲亚砜120g中，在氮气氛围下65℃搅拌反应3小时，后在水中沉出，过滤，再置于真空干燥箱100℃下烘12小时，得到环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物。所述重金属离子吸附材料的制备方法，包括如下步骤：按重量配比将所有原料加入螺杆挤出机中，在230℃条件下共混挤出成型，得到重金属离子吸附材料。实施例2一种重金属离子吸附材料，是以如下重量份的组分为原料制备而成的：环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物53份，超支化聚乙烯亚胺23份，氧化石墨烯6份。所述环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物的制备方法，包括如下步骤：将烯丙基葫芦脲10g、烯丙基-β-环糊精10g、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮33g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属离子吸附材料，其特征在于，是以如下重量份的组分为原料制备而成的：环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物50‑60份，超支化聚乙烯亚胺20‑30份，氧化石墨烯5‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种重金属离子吸附材料，其特征在于，是以如下重量份的组分为原料制备而成的：环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物50-60份，超支化聚乙烯亚胺20-30份，氧化石墨烯5-10份。2.根据权利要求1所述的重金属离子吸附材料，其特征在于，所述环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物的制备方法，包括如下步骤：将烯丙基葫芦脲、烯丙基-β-环糊精、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、引发剂和乳化剂溶于高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下65-75℃搅拌反应3-4小时，后在水中沉出，过滤，再置于真空干燥箱100-110℃下烘12-15小时，得到环糊精基葫芦脲基三嗪类共聚物。3.根据权利要求2所述的重金属离子吸附材料，其特征在于，所述烯丙基葫芦脲、烯丙基-β-环糊精、1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、引发剂、乳化剂、高沸点溶剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小红，
申请(专利权)人：湖南辰砾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43