一种循环再生水处理吸附材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及废水净化技术领域，具体涉及一种循环再生水处理吸附材料及其制备方法。本发明专利技术的吸附材料由活性炭、甲基丙烯酸甲酯单体和引发剂、交联剂等复合形成活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球，然后对活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球进行二氧化硅溅射后再进行表面胺化处理，最后对表面胺化的微球进行磁化修饰即得。本发明专利技术制备得到的循环再生水处理吸附材料经过多次吸附‑解吸后仍然能够保持稳定的吸附容量，其循环再生性能优异，工业实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种循环再生水处理吸附材料及其制备方法
本专利技术涉及废水净化
，具体涉及一种循环再生水处理吸附材料及其制备方法。
技术介绍
合成染料按化学结构分为硝基、偶氮、蒽醌、靛族、芳甲烷等。按应用方法分为酸性、碱性、直接、媒染、硫化、还原、冰染、分散、活性等。由于近年来合成染料不断普及，目前各类的合成染料已经被广泛应用于印染、造纸、皮革、化妆品和食品等行业，染料废水的排放也日益普及，大量的染料废水不仅会影响水生生物的自我净化。在合成染料中，危害程度最大的要数偶氮类染料，偶氮类染料在分解时会产生大量的致癌芳香胺，进而诱发生物体癌症和肿瘤。此外，偶氮染料在合成过程中也会掺杂有重金属离子，含有偶氮染料的废水如果不经处理就排放到江河中，就会富集到生物上，进而顺着水源通过食物链进入人体，影响人类健康。磁性纳米吸附材料对于染料特别是偶氮染料的吸附具有很好的效果，由于磁性纳米材料能够在外加磁场的作用下实现快速分离，而且分离后能够活化重新利用，因此解决了传统吸附法处理废水时分离困难的难题。但是，由于在酸碱溶液中解吸附多次，其吸附容量由于其使用次数增加会有所下降，直至吸附材料失效不可用。目前的市面上制备得到的磁性纳米吸附材料在使用6～10次后，其吸附容量就下降30～60％，虽然磁性纳米吸附材料能够很好地吸附废水中的污染物，但是，这类吸附材料的低循环再生性使其在工业上应用受限。中国专利CN104475040A公开了一种改性磁性纳米吸附材料，该改性磁性纳米吸附材料以Fe3O4纳米粒子为载体，Fe3O4纳米粒子表面包覆SiO2得到硅烷化的Fe3O4纳米粒子，然后将还原型谷胱甘肽连接在硅烷化的Fe3O4纳米粒子表面，制备得到的改性磁性纳米吸附材料具有吸附效率高、选择性好、处理工艺简单、成本低等优势，可应用于去除废水中铅金属，但是该吸附材料重复吸附-解吸过程5次，对Pb的吸附效果就有所降低，去除率从97.6％下降到93.0％，其吸附性能大大降低，工业实用性较差。为此，提供一种能经过多次吸附-解吸过程仍然能够保持较高吸附容量的高循环可再生吸附材料就显得非常重要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种循环再生水处理吸附材料及其制备方法。本专利技术提供了一种循环再生水处理吸附材料，所述吸附材料包括以下重量份的组分：活性炭0.2～2份、甲基丙烯酸甲酯单体1～10份、引发剂0.05～0.5份、交联剂0.4～2份、致孔剂2～10份、苯乙酮10～50份、六水三氯化铁0.1～2份，醋酸钠0.1～1份、阴离子聚电解质0.05～2份、乙二胺20～50份、醇类溶剂10～50份和溶剂10～40份。进一步地，所述吸附材料包括以下重量份的组分：活性炭0.5～1份、甲基丙烯酸甲酯单体2～8份、引发剂0.15～0.3份、交联剂0.2～1份、致孔剂3～8份、苯乙酮20～40份、六水三氯化铁0.3～1份，醋酸钠0.3～0.8份、阴离子聚电解质0.3～1份、乙二胺25～40份、醇类溶剂20～40份和溶剂20～30份。优选地，所述吸附材料包括以下重量份的组分：活性炭0.8份、甲基丙烯酸甲酯单体6份、引发剂0.2份、交联剂0.3份、致孔剂7份、苯乙酮35份、六水三氯化铁0.5份，醋酸钠0.6份、阴离子聚电解质0.5份、乙二胺30份、醇类溶剂30份和溶剂25份。进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸环己脂和偶氮二异丁腈中的一种或组合。优选地，所述引发剂为过氧化苯甲酰。进一步地，所述交联剂为松香基二烯、二乙烯基苯和三烯代替二乙烯基苯中的一种或组合。优选地，所述交联剂为松香基二烯。进一步地，所述致孔剂为甲苯、二甲苯、煤油和辛烷中的一种或多种。进一步地，所述致孔剂由甲苯、煤油和辛烷按质量比1：0.5～2：0.1～1的比例组成。进一步地，所述致孔剂由甲苯、煤油和辛烷按质量比1：0.8～1.5：0.2～0.8的比例组成。进一步地，所述溶剂为聚乙烯醇和去离子水的混合物，所述聚乙烯醇与去离子水的质量比为1：0.5～2。进一步地，所述溶剂为聚乙烯醇和去离子水的混合物，所述聚乙烯醇与去离子水的质量比为1：0.8～1.5。优选地，所述溶剂为聚乙烯醇和去离子水的混合物，所述聚乙烯醇与去离子水的质量比为1：1。本专利技术还提供了一种循环再生水处理吸附材料的制备方法，包括以下步骤：S1、活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球的制备：加入甲基丙烯酸甲酯单体、引发剂和交联剂，均匀搅拌，加入活性炭，搅拌，加入致孔剂，超声分散5～10min，加入溶剂，搅拌升温得固体产物，去离子水洗涤，烘干，得活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球；S2、二氧化硅溅射处理：取步骤S1所述的活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球进行氧等离子处理，再进行二氧化硅溅射处理；申请人意外地发现二氧化硅溅射处理后6～8小时内，活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球的亲水性大大增强，其表面羟基活跃使得表面的活性反应位点增加，有利于后续进行改性处理；S3、表面胺化：取步骤S2所述二氧化硅溅射处理后的活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球，加入苯乙酮浸泡12～16h，加入乙二胺，搅拌，在60～90℃下反应8～12h，冷却，用去离子水洗涤，离心，干燥后得表面胺化的活性炭复合改性聚甲基丙烯酸甲酯微球；S4、磁化修饰：称取步骤S3所述的表面胺化的活性炭复合改性聚甲基丙烯酸甲酯微球，加入醇类溶剂，超声，加入六水三氯化铁，搅拌3～5h，加入醋酸钠和阴离子聚电解质，搅拌40～60min，转至聚四氟乙烯反应器中，在80～120℃下反应5～8h，洗涤，烘干。进一步地，所述循环再生水处理吸附材料的制备方法，包括以下步骤：S1、活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球的制备：加入甲基丙烯酸甲酯单体、引发剂和交联剂，均匀搅拌，加入活性炭，搅拌，加入致孔剂，超声分散8min，加入溶剂，搅拌升温得固体产物，去离子水洗涤，烘干，得活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球；S2、二氧化硅溅射处理：取步骤S1所述的活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球进行氧等离子处理，再进行二氧化硅溅射处理；S3、表面胺化：取步骤S2所述二氧化硅溅射处理后的活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球，加入苯乙酮浸泡15h，加入乙二胺，搅拌，在80℃下反应10h，冷却，用去离子水洗涤，离心，干燥后得表面胺化的活性炭复合改性聚甲基丙烯酸甲酯微球；S4、磁化修饰：称取步骤S3所述的表面胺化的活性炭复合改性聚甲基丙烯酸甲酯微球，加入醇类溶剂，超声，加入六水三氯化铁，搅拌4h，加入醋酸钠和阴离子聚电解质，搅拌50min，转至聚四氟乙烯反应器中，在90℃下反应7h，洗涤，烘干。进一步地，所述二氧化硅溅射处理时二氧化硅的溅射速率为5～10nm/min。优选地，所述二氧化硅溅射处理时二氧化硅的溅射速率为8nm/min。进一步地，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇和乙二醇中的一种或组合。优选地，所述醇类溶剂为乙二醇。进一步地，所述阴离子聚电解质为聚(4-苯乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环再生水处理吸附材料，其特征在于：所述吸附材料包括以下重量份的组分：活性炭0.2～2份、甲基丙烯酸甲酯单体1～10份、引发剂0.05～0.5份、交联剂0.4～2份、致孔剂2～10份、苯乙酮10～50份、六水三氯化铁0.1～2份，醋酸钠0.1～1份、阴离子聚电解质0.05～2份、乙二胺20～50份、醇类溶剂10～50份和溶剂10～40份。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环再生水处理吸附材料，其特征在于：所述吸附材料包括以下重量份的组分：活性炭0.2～2份、甲基丙烯酸甲酯单体1～10份、引发剂0.05～0.5份、交联剂0.4～2份、致孔剂2～10份、苯乙酮10～50份、六水三氯化铁0.1～2份，醋酸钠0.1～1份、阴离子聚电解质0.05～2份、乙二胺20～50份、醇类溶剂10～50份和溶剂10～40份。


2.根据权利要求1所述的一种循环再生水处理吸附材料，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸环己脂和偶氮二异丁腈中的一种或组合。


3.根据权利要求1所述的一种循环再生水处理吸附材料，其特征在于：所述交联剂为松香基二烯、二乙烯基苯和三烯代替二乙烯基苯中的一种或组合。


4.根据权利要求1所述的一种循环再生水处理吸附材料，其特征在于：所述致孔剂为甲苯、二甲苯、煤油和辛烷中的一种或多种。


5.根据权利要求4所述的一种循环再生水处理吸附材料，其特征在于：所述致孔剂由甲苯、煤油和辛烷按质量比1：0.5～2：0.1～1的比例组成。


6.根据权利要求1所述的一种循环再生水处理吸附材料，其特征在于：所述溶剂为聚乙烯醇和去离子水的混合物，所述聚乙烯醇与去离子水的质量比为1：0.5～2。


7.一种循环再生水处理吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、活性炭复合聚甲基丙烯酸甲酯微球的制备：加入甲基丙烯酸甲酯单体、...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁俊杰，
申请(专利权)人：武汉绿知行环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42