一种碳酸钙基聚合物的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种碳酸钙基聚合物的制备方法及应用，用轻质碳酸钙为基底材料，采用铝钛复合偶联剂对碳酸钙表面进行修饰，得到分散性可修饰度较高的碳酸钙，通过表面接枝的方法使聚合物和碳酸钙之间发生聚合反应形成碳酸钙为基底的聚合物，并用此碳酸钙基聚合物应用于低浓度含铜离子的废水，铜离子吸附率在95％以上，最高可达99.5％。本发明专利技术的碳酸钙聚合物可回收重复利用，实现了重金属无害化吸附，对碳酸钙产业发展提供新的途径，对社会发展具有重要意义。重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸钙基聚合物的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及无机有机复合材料
，具体涉及的是一种碳酸钙基聚合物的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，工业的发展不可或缺，因此废水处理问题，变得尤为重要。近年来，我国含铜废水处理不当事件日益增多，水源是人类所必需的，一些含铜废水的排放变得尤为重要，铜离子可在水资源中稳定存在，毒性较大，可以通过污染地下饮用水源，污染江河湖泊，由于人类处于食物链的顶端，铜离子经过食物链的方式逐级传递，最终会在人体内进行大量富集，因此含铜废水的处理问题变得尤为重要，常见的含铜废水的处理方法有很多，其中最为主要的是化学沉淀法、吸附法、离子交换法、膜分离法、电解法等。
[0003]化学沉淀法主要是处理浓度较高的铜离子废水，通过向含铜废水中加入合适的化学药剂，生成难溶于水的含铜沉淀物，从而达到去除铜离子的目的，此方法能耗低，时间短，操作简单，成本较低，常见的铜氧化体沉淀法、硫化物沉淀法、中和沉淀法等，对含铜离子浓度低的废水处理性较差。
[0004]吸附法是用比表面积较大的合成或矿物材料。吸附法易操作，安全条件比较好控制，但考虑的因素较多，例如：颗粒大小，温度，pH，吸附时间等因素影响，此类方法各异，有无机聚合物材料吸附，也有各类微球吸附，还有一些天然矿物材料吸附等。
[0005]离子交换的优点是可以选择性除去阳离子或阴离子,或者选择同时除去阳离子和阴离子,但离子交换过程有点慢，时间特别久，而且，离子交换废液产生太多，还会产生大量的有腐蚀性的废水，树脂的的吸附是单一性的，被处理液中离子较多时，处理起来较为困难，树脂需及时更换，价格昂贵，所以说，该法不能大规模应用，总而言之，此法只适合少数需要处理的溶液。
[0006]膜分离法，首先是没有物相的变化，因为都是在溶液中，而且用电少，节约能源消耗，对处理设备没有太大要求，设备本身也不复杂，运行较为稳定，现在，膜分离法已经相当成熟。乐南平等对膜分离法进行了深入研究，为以后的研究奠定了基础。
[0007]电解法是利用阴阳离子的移动，电子的得失，它会让铜离子向阴极移动，在阴极生成特定的化学物质，有的时候搞电池的会发现，自己测的产品图，会有一个特别高的峰，那是因为电解的过程中，存在化学极化和浓度极化，该法通常用来除去较难去除的金属离子，该法的基本原理是氧化还原反应，设备操作简单稳定，运行安全有效，电解法的电极一般为贵重金属，对电能消耗太大，运行维护消耗资金，目前只用在含氰废水处理上。
[0008]采用碳酸钙矿物材料作为吸附剂，因孔洞少，表面具备吸附作用的离子或离子团少，所以吸附作用弱，因此本申请采用对碳酸钙表面枝接的方法，制备成碳酸钙基聚合物。由于碳酸钙表面可修饰度低，采用铝钛复合偶联剂对碳酸钙表面进行修饰，采用改性的方法得到分散性可修饰度较高的碳酸钙，然后通过表面接枝的方法使聚合物和碳酸钙之间发生聚合反应形成碳酸钙为基底的聚合物，经过研究试验得知碳酸钙基聚合物对低浓度铜离
子吸附性较好，并且碳酸钙聚合物可回收重复利用，实现了重金属无害化吸附，对碳酸钙产业发展提供新的途径，对社会发展具有重要意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提出一种碳酸钙基聚合物的制备方法及应用，采用轻质碳酸钙为原料，用铝钛复合偶联剂改性，用甲基丙烯酸和二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)在碳酸钙表面聚合，制备出碳酸钙基聚合物，并应用于废水中铜离子的吸附。为能够更好对碳酸钙的资源利用，本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0010]一种碳酸钙基聚合物的制备方法及应用，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0011]a.称取一定量轻质碳酸钙于三口烧瓶中，按固液比1：5(g/mL)加入蒸馏水，在70℃下高速搅拌并逐滴用乙醇稀释的铝钛复合偶联剂，滴加完成反应半小时后，再抽滤烘干，可获得活性碳酸钙；
[0012]b.取4.8mL甲基丙烯酸(MAA)和4g步骤a获得的活性碳酸钙超声30min，加入8mL二甲基丙烯酸乙二醇酯EDMA(使用前重蒸馏以除去阻聚剂)和0.135g偶氮二异丁腈AIBN，加入60mL甲苯，混合5min后，除氧10分钟，封口，三口烧瓶置于水浴锅中并保持温度为70℃，待反应24h后，抽滤并烘干，得白色粉末状固体，为碳酸钙基聚合物，可应用于废水中铜离子的吸附。
[0013]所述的铝钛复合偶联剂用量为碳酸钙的用量的1.1％
‑
2.4％。
[0014]所述的碳酸钙基聚合物用于废水中铜离子的吸附，吸附条件为：初始浓度为10
‑
50mg/L、pH为6
‑
7、吸附时间为3
‑
5h、温度为25℃。
[0015]本专利技术的有益效果为：
[0016]1.可充分利用廉价的碳酸钙资源；
[0017]2.制备的碳酸钙基聚合物对废水中铜离子的最高吸附率可达99.5％以上。
[0018]3.制备的碳酸钙基聚合物可回收重复利用。
附图说明
[0019]图1是实施例4制备的碳酸钙基聚合物扫描电镜图。
[0020]图2是实施例4制备的碳酸钙基聚合物红外光谱图。
[0021]图3是实施例4制备的碳酸基聚合物吸附铜离子前后的衍射图。
具体实施方式
[0022]以下对本专利技术实施例做进一步详述：需要强调的是，本专利技术所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本专利技术并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员本专利技术的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1
[0024]a.称取一定量轻质碳酸钙于三口烧瓶中，按固液比1：5(g/mL)加入蒸馏水，在70℃下高速搅拌并逐滴用乙醇稀释的铝钛复合偶联剂，滴加完成反应半小时后，再抽滤烘干，可获得活性碳酸钙。
[0025]b.取4.8mL甲基丙烯酸(MAA)和4g步骤a获得的活性碳酸钙超声30min，加入8mL二
甲基丙烯酸乙二醇酯EDMA(使用前重蒸馏以除去阻聚剂)和0.135g偶氮二异丁腈AIBN，加入60mL甲苯，混合5min后，除氧10分钟，封口，三口烧瓶置于水浴锅中并保持温度为70℃，待反应24h后，抽滤并烘干，得白色粉末状固体，为碳酸钙基聚合物，可应用于废水中铜离子的吸附。
[0026]当所用的铝钛复合偶联剂用量为碳酸钙的用量的1.5％时，制备的碳酸钙基聚合物吸附废水中铜离子的吸附条件为：初始浓度为30mg/L、pH为6、吸附时间为3h、温度为25℃时，此时吸附去除率为95.30％。
[0027]实施例2
[0028]a.称取一定量轻质碳酸钙于三口烧瓶中，按固液比1：5(g/mL)加入蒸馏水，在70℃下高速搅拌并逐滴用乙醇稀释的铝钛复合偶联剂，滴加完成反应半小时后，再抽滤烘干，可获得活性碳酸钙。
[0029]b.取4.8mL甲基丙烯酸(MAA)和4g步骤a获得的活性碳酸钙超声30mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸钙基聚合物的制备方法及应用，其特征在于，该方法包括以下步骤：a.称取一定量轻质碳酸钙于三口烧瓶中，按固液比1：5(g/mL)加入蒸馏水，在70℃下高速搅拌并逐滴用乙醇稀释的铝钛复合偶联剂，滴加完成反应半小时后，再抽滤烘干，可获得活性碳酸钙；b.取4.8mL甲基丙烯酸(MAA)和4g步骤a获得的活性碳酸钙超声30min，加入8mL二甲基丙烯酸乙二醇酯EDMA(使用前重蒸馏以除去阻聚剂)和0.135g偶氮二异丁腈AIBN，加入60mL甲苯，混合5min后，除氧10分钟，封口，三口烧瓶置于水浴锅中并保持温度为70℃，待反应24h后，抽滤并...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宾，李修专，汤泉，莫福旺，张晓辉，梁明华，余何，
申请(专利权)人：贺州市自然资源局，
类型：发明
国别省市：