一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用，所述复合材料的制备方法是以锦纶纤维和硫改性竹纤维为原料，先混纺成纤维网，然后利用三乙烯二胺对纤维网进行氨基改性，得到改性纤维网，最后将改性纤维网置于细菌纤维素发酵培养基中，接种木醋杆菌，发酵，后处理，得到一种废水处理用复合材料，适用于重金属废水处理，可在较短时间内实现对多种重金属离子的吸附去除。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用本申请是分案申请，原申请的申请号为202010280516.1，申请日为2020年4月10日，专利技术名称为“一种用于废水中重金属离子处理的复合材料及其制备方法”。
本专利技术涉及废水处理
，特别是涉及一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用。
技术介绍
伴随着现代化工业的飞速发展，工业废水的排放量也急剧增加，水中重金属积累加剧，重金属污染严重，特别是采矿、电镀、冶金、制药、化工、印染、造纸等工业生产活动中产生的大量废水，含有汞、银、镉、铜、铅、镍、锌等重金属元素。重金属废水中的重金属离子通过地下水循环和土壤迁移，造成人类饮用水和食物的污染，严重危害人类的生存环境和生命安全。当重金属被生物体吸附时，除了以单个离子的形式存在，还可能与生物体内的蛋白质、氨基酸、脂肪酸、羧酸以及磷酸等结合，形成有机酸盐、无机酸盐和螯合物，重金属随着与生物体的结合对生物体产生毒害作用。倘若重金属污染处理不妥，就会很容易造成砷污染、镉污染、铅污染等对生态环境影响重大的重金属污染事故。重金属在自然界中一般不易消失，不能分解破坏，只能转变其物化形态和转移其存在位置，比如被水中悬浮颗粒所吸附而沉淀于水底的沉积层中，长期污染水体。因此对重金属污水的处理刻不容缓。重金属废水通常酸度大，重金属离子种类复杂，并以多种价态和形态存在，处理难度极大。重金属废水中的重金属不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。目前常用的重金属废水处理方法包括：化学沉淀法、氧化还原法、膜技术、离子交换法、浓缩、萃取和生物法等，这些处理方法在一定程度上各自具备有优点，但也不同程度存在不足。比如目前应用最广泛的化学沉淀法，其使用氢氧化钠、氢氧化钙等进行水处理，其生产过程本身就会对环境造成污染，而且在治理重金属离子废水时所产生的含重金属的沉降物不稳定，容易溶解造成二次污染。吸附法由于具有吸附材料来源广泛，吸附容量大，吸附速度快，去除效率高，操作简便，可重复再生回收利用等优点而受到人们的普遍关注。但是目前市售的吸附剂稳定性不好，且吸附量不足，应用于重金属废液处理时用量大，治理成本较高。专利CN105692771B公开了一种重金属污水处理材料，利用盐酸改性海泡石、吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺、沸石粉、改性凹凸棒土、纤维素黄原酸酯、甲壳胺、交联羧甲基淀粉、羟丙基纤维素接枝共聚物、硫酸铁、石灰粉、活性炭粉等作为原料制成，简单堆砌了一些现有的多孔材料，协同作用有限，最大吸附量有限，且处理耗时较长。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用，该复合材料可在较短时间内实现对多种重金属离子的吸附去除。为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用，所述复合材料的制备方法如下：先将锦纶纤维与硫改性竹纤维按照质量比1：4～6混纺成纤维网，然后利用三乙烯二胺对纤维网进行氨基改性，得到改性纤维网，最后将改性纤维网置于细菌纤维素发酵培养基中，接种木醋杆菌，发酵，后处理，即得所述的一种废水处理用复合材料；其中，所述硫改性竹纤维是将竹纤维利用3～4mol/L的亚硫酸铵溶液实现硫改性。优选的，纤维网的制备方法如下：先将锦纶纤维进行1～2次开松，然后与硫改性竹纤维进行混合，混合后再开松2～3次，最后进行梳理、铺网，即得所述纤维网。进一步优选的，梳理的工艺条件为：喂入速度0.6～0.8m/分钟，锡林1300～1400m/分钟，上道夫18～22m/分钟，上输网帘12～15m/分钟，下输网帘18～20m/分钟。进一步优选的，铺网的工艺条件为：将梳理后所得薄网通过立式夹持帘往复摆动，以交叉方式铺叠成网，克重为500～600g/m2。优选的，以重量份计，硫改性竹纤维的制备方法如下：先将1份竹纤维浸没于2～3份亚硫酸铵溶液中，200～300W超声处理40～60分钟，静置2～3小时，取出后60～80℃处理3～5小时，即得所述的硫改性竹纤维。优选的，以重量份计，氨基改性的具体方法为：先将1份纤维网浸没于3～5份水中，静置10～15分钟，然后加入0.08～0.12份三乙烯二胺，300～500W微波处理5～10分钟，取出后用水冲洗3～4次，60～70℃烘干至恒重即可。进一步优选的，微波处理采用间歇式，具体方法是：微波处理30～40s，暂停20～30s，按照此程序重复，直至达到所述微波处理时间。优选的，以重量份计，先将1份改性纤维网浸泡于3～5份细菌纤维素发酵培养基中，200～300W超声波振荡30～40分钟，取出后转移至新鲜的0.8～1份细菌纤维素发酵培养基中使其平铺，然后向改性纤维网表面均匀喷洒0.1～0.2份木醋杆菌悬液，30～40℃发酵8～10天，后处理，即得所述的一种废水处理用复合材料。进一步优选的，所述细菌纤维素发酵培养基的配制方法如下：将20g葡萄糖、5g酵母浸膏加入去离子水中，搅拌溶解，定容至1L，调整pH至6即可。进一步优选的，所述木醋杆菌悬液的菌体浓度为106～108个/mL。进一步优选的，后处理的具体方法是：取出后利用去离子水洗涤3～4次，50～60℃烘干至恒重。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术以锦纶纤维和硫改性竹纤维为原料，先混纺成纤维网，然后利用三乙烯二胺对纤维网进行氨基改性，得到改性纤维网，最后将改性纤维网置于细菌纤维素发酵培养基中，接种木醋杆菌，发酵，后处理，得到一种废水处理用复合材料，适用于重金属废水处理，可在较短时间内实现对多种重金属离子的吸附去除。（2）本专利技术使用的锦纶纤维中含有酰胺键，竹纤维是一种纤维素纤维，含有丰富的羟基，酰胺键、羟基之间形成氢键，增强混纺强度。纤维网经氨基改性后引入氨基，然后在木醋杆菌发酵过程中，随着细菌纤维素的生长，纤维网通过酰胺键、羟基、氨基等与细菌纤维素的羟基之间通过氢键作用牢固结合在一起。竹纤维孔隙丰富，在混纺、细菌纤维素生长过程中，氢键作用形成了更多微观孔隙，使得产品对重金属离子具有较强的吸附能力。（3）本专利技术的产品是一种网状结构，应用于废水处理具有较大的比表面积，经氨基改性和细菌纤维素生长，在网状结构的表面形成枝化结构，增加了网状结构的比表面积，增强对重金属离子的吸附能力；另外，竹纤维硫改性引入的硫、纤维网氨基改性引入的氮，以及锦纶纤维本身含有的氮，对重金属离子起到协同螯合作用，进一步增强了对重金属离子的吸附去除作用。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种废水处理用复合材料的制备方法，先将锦纶纤维与硫改性竹纤维按照质量比1：4混纺成纤维网，然后利用三乙烯二胺对纤维网进行氨基改性，得到改性纤维网，最后将改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用，其特征在于，所述复合材料的制备方法如下：先将锦纶纤维与硫改性竹纤维按照质量比1：4～6混纺成纤维网，然后利用三乙烯二胺对纤维网进行氨基改性，得到改性纤维网，最后将改性纤维网置于细菌纤维素发酵培养基中，接种木醋杆菌，发酵，后处理，即得所述的一种废水处理用复合材料；/n其中，以重量份计，硫改性竹纤维的制备方法如下：先将1份竹纤维浸没于2～3份3～4mol/L的亚硫酸铵溶液中，200～300W超声处理40～60分钟，静置2～3小时，取出后60～80℃处理3～5小时，即得所述的硫改性竹纤维；/n以重量份计，氨基改性的具体方法为：先将1份纤维网浸没于3～5份水中，静置10～15分钟，然后加入0.08～0.12份三乙烯二胺，300～500W微波处理5～10分钟，取出后用水冲洗3～4次，60～70℃烘干至恒重；/n以重量份计，先将1份改性纤维网浸泡于3～5份细菌纤维素发酵培养基中，200～300W超声波振荡30～40分钟，取出后转移至新鲜的0.8～1份细菌纤维素发酵培养基中使其平铺，然后向改性纤维网表面均匀喷洒0.1～0.2份木醋杆菌悬液，30～40℃发酵8～10天，后处理，即得所述的一种废水处理用复合材料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用，其特征在于，所述复合材料的制备方法如下：先将锦纶纤维与硫改性竹纤维按照质量比1：4～6混纺成纤维网，然后利用三乙烯二胺对纤维网进行氨基改性，得到改性纤维网，最后将改性纤维网置于细菌纤维素发酵培养基中，接种木醋杆菌，发酵，后处理，即得所述的一种废水处理用复合材料；
其中，以重量份计，硫改性竹纤维的制备方法如下：先将1份竹纤维浸没于2～3份3～4mol/L的亚硫酸铵溶液中，200～300W超声处理40～60分钟，静置2～3小时，取出后60～80℃处理3～5小时，即得所述的硫改性竹纤维；
以重量份计，氨基改性的具体方法为：先将1份纤维网浸没于3～5份水中，静置10～15分钟，然后加入0.08～0.12份三乙烯二胺，300～500W微波处理5～10分钟，取出后用水冲洗3～4次，60～70℃烘干至恒重；
以重量份计，先将1份改性纤维网浸泡于3～5份细菌纤维素发酵培养基中，200～300W超声波振荡30～40分钟，取出后转移至新鲜的0.8～1份细菌纤维素发酵培养基中使其平铺，然后向改性纤维网表面均匀喷洒0.1～0.2份木醋杆菌悬液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晴，
申请(专利权)人：朱晴，
类型：发明
国别省市：浙江;33