一种重金属污染水体的渗透吸附材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于吸附材料技术领域，具体涉及一种重金属污染水体的渗透吸附材料。本发明专利技术提供的重金属污染水体的渗透吸附材料，包括以下重量份数的组分：氨基改性的重金属吸附材料40～50份，燃煤炉渣30～40份，海泡石20份；所述氨基改性的重金属吸附材料的粒径为10～300μm；所述燃煤炉渣的粒径为4～5mm，比表面积1～10m

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染水体的渗透吸附材料及其制备方法
本专利技术属于吸附材料
，具体涉及一种重金属污染水体的渗透吸附材料及其制备方法。
技术介绍
矿山开采、工业生产等人为活动产生的重金属(镉、铬、铅等)污染废水是地下水、地表水主要的重金属污染源，严重威胁着生活饮用、农田灌溉、水产养殖等用水安全。特别是重金属污染水体通过浸漫、灌溉等途径造成大范围土壤污染后，重金属污染物可通过食物链等途径进入人体，最终威胁人体健康。但是对污染土壤进行修复，难度大、周期长、成本高。因此，控制重金属污染水体向外扩散尤为重要。可渗透反应墙作为一种阻控重金属污染水体扩散的有效方法，是指在地表径流或地下水流垂直方向建造墙式结构，所述墙式结构内根据水体中主要污染物种类填充不同的活性材料，通过物理、化学或生物作用过程去除水体中的污染物，以达到净化水体作用。传统的固体活性吸附材料主要有海泡石、沸石、高岭土、凹凸棒、壳聚糖等天然吸附材料；活性炭、生物炭等碳质吸附材料以及赤泥、钢渣、炉渣等工业固体废弃物等。但这些活性材料往往吸附容量有限，当活性材料与污染水体反应一段时间，需要费时费力更换活性材料，否则会导致可渗透反应墙的处理能力下降，进而引起重金属污染向周边扩散的风险。近年来，通过人工设计组装的重金属吸附材料对重金属吸附能力强，吸附容量大，受到重金属污染水体处理领域的广泛关注，申请号为CN201610532570.4的中国专利公开了一种新型氨基化淀粉螯合材料及其制备方法；申请号为CN201410172439.2的中国专利公开了一种以乙二胺为原料的煤基复合螯合材料的制备方法；申请号CN201310431278.X的中国专利为公开了一种溴代环氧树脂废料改性制备金属螯合剂的方法；申请号为CN201510882775.0的中国专利公开了一种表面包覆多氨基吸附基团的磁性固体多氨基吸附剂颗粒材料；申请号为CN201410080511.9的中国专利公开了一种磁性氨羧螯合吸附颗粒材料及其制备方法。但由于上述材料分子直径处于微米级，易结块，透水性较差，且单独使用价格也较为昂贵，这些不足限制了该材料在可渗透反应墙上的使用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种重金属污染水体的渗透吸附材料及其制备方法，本专利技术提供的重金属污染水体的渗透吸附材料不易结块、吸附容量高、渗透性能良好且成本低。本专利技术提供了一种重金属污染水体的渗透吸附材料，包括以下重量份数的组分：氨基改性的重金属吸附材料40～50份，燃煤炉渣30～40份，海泡石20份；所述氨基改性的重金属吸附材料的粒径为10～300μm；所述燃煤炉渣的粒径为4～5mm，比表面积1～10m2/g；所述海泡石的粒径为1～2mm，比表面积30～50m2/g。优选的，所述氨基改性的重金属吸附材料包括表面包覆氨基基团的SiO2颗粒和/或表面包覆氨基基团的Fe3O4颗粒。优选的，所述氨基改性的重金属吸附材料中的氨基基团通过接枝聚合反应得到。优选的，所述表面包覆氨基基团的SiO2颗粒的制备方法包括以下步骤：将SiO2颗粒、碳碳双键硅烷偶联剂、催化剂和极性有机溶剂混合，进行改性反应，得到改性SiO2；将所述改性SiO2、含有氨基和碳碳双键的聚合单体、引发剂和水混合，发生接枝共聚反应，得到表面包覆氨基基团的SiO2颗粒。优选的，所述SiO2颗粒的粒径为1～2μm；所述极性有机溶剂包括乙醇、甲醇、1,4-二氧六环或二甲基亚砜；所述SiO2颗粒和极性有机溶剂的质量体积比为1g：5mL。优选的，所述碳碳双键硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丁烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、异戊烯基三乙氧基硅烷、异戊烯基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述SiO2颗粒和碳碳双键硅烷偶联剂的质量比为1:(0.2～0.5)。优选的，所述含有氨基和碳碳双键的聚合单体包括巴豆胺、烯丙胺、N-乙基甲基丙烯胺和N-甲基烯丙基胺中的一种或多种；所述改性SiO2和含有氨基和碳碳双键的聚合单体质量比为1：2。优选的，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酸叔丁酯和过硫酸钾中的一种或多种；所述改性SiO2和引发剂的质量比为10：1。优选的，所述改性反应的温度为50℃，时间为12h；所述接枝共聚反应的温度为90℃，时间为8h。本专利技术还提供了上述技术方案所述重金属污染水体的渗透吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将氨基改性的重金属吸附材料、燃煤炉渣和海泡石混合，得到混合料；将所述混合料进行加压成型，得到所述重金属污染水体的渗透吸附材料。本专利技术提供了一种重金属污染水体的渗透吸附材料，包括以下重量份数的组分：氨基改性的重金属吸附材料40～50份，燃煤炉渣30～40份，海泡石20份；所述氨基改性的重金属吸附材料的粒径为10～300μm；所述燃煤炉渣的粒径为4～5mm，比表面积1～10m2/g；所述海泡石的粒径为1～2mm，比表面积30～50m2/g。在本专利技术中，氨基改性的重金属吸附材料对水体中的重金属离子吸附效果好且吸附容量大，结合燃煤炉渣和海泡石具有孔隙结构丰富，对重金属离子具有一定的去除效果和高通透性，实现了重金属污染水体的渗透吸附材料各组分之间的优势互补，不仅对重金属离子具有吸附容量大的特点且渗透性优良。由实施例的结果表明，本专利技术提供的重金污染水体的渗透吸附材料对铅离子的去除率为86.3～96.8％，镉离子的去除率为87.5～95.5％，六价铬离子的去除率为89.8～94.1％。且渗透性良好。本专利技术提供的重金属污染水体的渗透吸附材料以废制废，同时克服了氨基改性的重金属吸附材料粒径小、易结块，透水性较差的缺点，以及海泡石和燃煤炉渣吸附容量有限的缺点，实现了三种组分之间的优势互补，对废弃物资源化利用具有重要的现实意义。附图说明图1为本专利技术自行设计的渗透吸附系统修复污染水体的示意图；1-进水口，2-重金属污染水体的渗透吸附材料，3-第1出水口，4-第2出水口，5-进水系统，6-出水系统。具体实施方式本专利技术提供了一种重金属污染水体的渗透吸附材料，包括以下重量份数的组分：氨基改性的重金属吸附材料40～50份，燃煤炉渣30～40份，海泡石20份；所述氨基改性的重金属吸附材料的粒径为10～300μm；所述燃煤炉渣的粒径为4～5mm，比表面积1～10m2/g；所述海泡石的粒径为1～2mm，比表面积30～50m2/g。在本专利技术中，如无特殊说明，所属原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。以重量份数计，本专利技术提供的重金属污染水体的渗透吸附材料包括40～50份的氨基改性的重金属吸附材料，优选为45～50份，更优选为50份。在本专利技术中，所述氨基改性的重金属吸附材料优选包括表面包覆氨基基团的SiO2颗粒和/或表面包覆氨基基团的Fe3O4颗粒，更优选包括表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属污染水体的渗透吸附材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：/n氨基改性的重金属吸附材料40～50份，燃煤炉渣30～40份，海泡石20份；/n所述氨基改性的重金属吸附材料的粒径为10～300μm；/n所述燃煤炉渣的粒径为4～5mm，比表面积1～10m

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染水体的渗透吸附材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
氨基改性的重金属吸附材料40～50份，燃煤炉渣30～40份，海泡石20份；
所述氨基改性的重金属吸附材料的粒径为10～300μm；
所述燃煤炉渣的粒径为4～5mm，比表面积1～10m2/g；所述海泡石的粒径为1～2mm，比表面积30～50m2/g。


2.根据权利要求1所述重金属污染水体的渗透吸附材料，其特征在于，所述氨基改性的重金属吸附材料包括表面包覆氨基基团的SiO2颗粒和/或表面包覆氨基基团的Fe3O4颗粒。


3.根据权利要求2所述的重金属污染水体的渗透吸附材料，其特征在于，所述氨基改性的重金属吸附材料中的氨基基团通过接枝聚合反应得到。


4.根据权利要求2所述重金属污染水体的渗透吸附材料，其特征在于，所述表面包覆氨基基团的SiO2颗粒的制备方法包括以下步骤：
将SiO2颗粒、碳碳双键硅烷偶联剂、催化剂和极性有机溶剂混合，进行改性反应，得到改性SiO2；
将所述改性SiO2、含有氨基和碳碳双键的聚合单体、引发剂和水混合，发生接枝共聚反应，得到表面包覆氨基基团的SiO2颗粒。


5.根据权利要求4所述重金属污染水体的渗透吸附材料，其特征在于，所述SiO2颗粒的粒径为1～2μm；
所述极性有机溶剂包括乙醇、甲醇、1,4-二氧六环或二甲基亚砜；
所述SiO2颗粒和极性有机溶剂的质量体积比为1g：5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利，聂新星，夏贤格，张志毅，郑曼洁，齐家炎，范先鹏，
申请(专利权)人：湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉中地金盾环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42