一种磁性腐植酸树脂吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磁性腐植酸树脂吸附剂及其制备方法，用以解决现有水处理吸附剂选择性差、回收难的问题。其中，本发明专利技术的磁性腐植酸树脂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S100：制备铁

【技术实现步骤摘要】
一种磁性腐植酸树脂吸附剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，尤其涉及一种磁性腐植酸树脂吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]工业废水成分复杂，含有大量有毒有害物质，不仅包含剧毒的重金属离子，还含有高浓度的有机污染物，处理难度大。目前，处理废水主要方法有化学沉淀法、离子交换法、物理化学吸附法、生物处理法。其中，化学法一般需要加入大量化学试剂，这就决定了化学法处理后会存在二次污染，如大量废渣的产生，而这些废渣的处理目前尚无较好的处置方法，所以对其在工程上的应用和可持续发展都存在巨大的负面作用；而离子交换法能耗低、操作简单、处理效果好，但是处理成本较高；而吸附法因其价格优势、操作简易和效率高而受到广泛关注。
[0003]常用的吸附剂如活性炭、氧化铝，沸石分子筛等具有很高的吸附量，结构稳定，应用范围广，但大多是一次性使用，处理周期长，即达到平衡时间长，一般需要20h左右，且后续回收困难；同时容易受废水酸性影响，吸附选择性差。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种磁性腐植酸树脂吸附剂及其制备方法，用以解决现有水处理吸附剂选择性差、回收难的问题。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种磁性腐植酸树脂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S100：制备铁
‑
亚铁混合溶液；
[0007]S200：将腐植酸溶液、氨水、酚醛树脂依次加入所述步骤S100得到的铁
‑
亚铁混合溶液中，80～110℃下反应2.5～4h；
[0008]S300：向步骤S200反应后的液体中加入含钙离子的溶液，搅拌冷却至室温，收集沉淀，将沉淀冲洗至中性、烘干，得到磁性腐植酸树脂吸附剂。
[0009]进一步地，所述步骤S100中：
[0010]所述铁
‑
亚铁混合溶液为含有Fe
3+
、Fe
2+
的溶液，其中Fe
3+
与Fe
2+
的摩尔比为1:1～2:1；
[0011]所述铁
‑
亚铁混合溶液由FeCl3·
6H2O、FeSO4·
7H2O溶于水中制得。
[0012]进一步地，所述步骤S200中：
[0013]所述腐植酸溶液的浓度为0.01～0.015g/mL；
[0014]所述腐植酸的质量与FeCl3·
6H2O、FeSO4·
7H2O的质量之和比为1:25～1:15；
[0015]所述氨水的质量分数为25％，所述氨水与所述腐植酸溶液的体积比为5:1；
[0016]所述酚醛树脂与腐植酸的质量比为1:1。
[0017]进一步地，所述步骤S300中：所述含钙离子的溶液中钙离子的浓度为1mol/L；
[0018]所述沉淀通过永磁体进行收集；
[0019]所述沉淀通过去离子水冲洗至pH值呈中性，在90～120℃下烘干。
[0020]进一步地，所述酚醛树脂为微介孔酚醛树脂，所述微介孔酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0021]S201：碳前驱体的制备；
[0022]将苯酚、甲醛和氢氧化钠依次加入容器中发生缩聚反应，得到透亮棕红色并完全溶于水的产品，再经过减压脱水，得到固含量在70～80％范围内的水溶性酚醛树脂胶粘剂为前驱体；
[0023]S202：微介孔酚醛树脂的制备；
[0024]向步骤S201得到的前驱体中依次加入乙二醇、FeCl2混合均匀后固化，将固化的样品在惰性气氛下对其进行高温碳化，自然冷却，洗涤、烘干得到为微介孔酚醛树脂。
[0025]进一步地，所述步骤S201中，所述苯酚与甲醛的质量比为1:3；
[0026]所述氢氧化钠的质量为苯酚与甲醛质量总和的5％。
[0027]进一步地，所述步骤S201包括以下步骤：
[0028]S201
‑
1：将苯酚放入容器中加热，待固体融化成液体，第一次加入氢氧化钠，恒温50℃搅拌反应20min；
[0029]S201
‑
2：向所述容器中第一次加入甲醛，60℃下继续搅拌反应50min后，第二次加入氢氧化钠，升温至70℃，保持70℃搅拌反应20min；
[0030]S201
‑
3：向所述容器中第二次加入甲醛，90℃下继续搅拌30min后终止，最终得到透亮棕红色并完全溶于水的产品；
[0031]S201
‑
4：将步骤S201
‑
3得到的产品经过减压脱水，得到固含量在70～80％范围内的水溶性酚醛树脂胶粘剂为前驱体；
[0032]其中，第一次加入氢氧化钠与第二次加入氢氧化钠的质量比为7:3；
[0033]第一次加入甲醛与第二次加入甲醛的质量比为19:5。
[0034]进一步地，所述步骤S202中，前驱体、乙二醇、FeCl2的质量比为100:100:3。
[0035]进一步地，所述磁性腐植酸树脂吸附剂吸附重金属离子饱和后能够再生，所述再生的方法包括以下步骤：
[0036]步骤一：将已经吸附重金属离子饱和的磁性腐植酸树脂吸附剂放入0.1mol/L的HCl溶液中浸泡30～60min，且每隔5min进行摇晃，使解吸充分；
[0037]步骤二：经脱附后，用超纯水淋洗树脂，直到将HCl溶液淋洗干净，烘干；
[0038]步骤三：重复步骤一和步骤二3～5次。
[0039]另一方面，本专利技术提供了一种磁性腐植酸树脂吸附剂，至少能够根据上述的制备方法进行制备，所述磁性腐植酸树脂吸附剂，包括：
[0040]载体，所述载体为酚醛树脂；
[0041]负载物，所述负载物包括腐植酸、Fe3O4。
[0042]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0043](1)本专利技术的制备方法，过程容易，操作简单，可轻松实现批量制备，适合工业化生产；合成材料简单易得，价格便宜，合成条件相对温和；
[0044](2)本专利技术创造性地将酚醛树脂、腐植酸等结合制得了一种新型的吸附剂，且该吸附剂生产工艺简单、兼具高吸附性、高选择性和吸附平衡时间短，同时可多次再生，稳定性
高；
[0045](3)本专利技术的吸附剂具有腐植酸
‑
纳米铁
‑
酚醛树脂三元体系具有高界面组装性，该系统对不同溶液环境中的铅离具有高吸附能力和高选择性，且能快速达到吸附平衡，材料分离回收容易，适用于大体量污水处理应用。
[0046]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0047]附图仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性腐植酸树脂吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：制备铁
‑
亚铁混合溶液；S200：将腐植酸溶液、氨水、酚醛树脂依次加入所述步骤S100得到的铁
‑
亚铁混合溶液中，80～110℃下反应2.5～4h；S300：向步骤S200反应后的液体中加入含钙离子的溶液，搅拌冷却至室温，收集沉淀，将沉淀冲洗至中性、烘干，得到磁性腐植酸树脂吸附剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S100中：所述铁
‑
亚铁混合溶液为含有Fe
3+
、Fe
2+
的溶液，其中Fe
3+
与Fe
2+
的摩尔比为1:1～2:1；所述铁
‑
亚铁混合溶液由FeCl3·
6H2O、FeSO4·
7H2O溶于水中制得。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S200中：所述腐植酸溶液的浓度为0.01～0.015g/mL；所述腐植酸的质量与FeCl3·
6H2O、FeSO4·
7H2O的质量之和比为1:25～1:15；所述氨水的质量分数为25％，所述氨水与所述腐植酸溶液的体积比为5:1；所述酚醛树脂与腐植酸的质量比为1:1。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S300中：所述含钙离子的溶液中钙离子的浓度为1mol/L；所述沉淀通过永磁体进行收集；所述沉淀通过去离子水冲洗至pH值呈中性，在90～120℃下烘干。5.根据权利要求1至4任一所述的制备方法，其特征在于，所述酚醛树脂为微介孔酚醛树脂，所述微介孔酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：S201：碳前驱体的制备；将苯酚、甲醛和氢氧化钠依次加入容器中发生缩聚反应，得到透亮棕红色并完全溶于水的产品，再经过减压脱水，得到固含量在70～80％范围内的水溶性酚醛树脂胶粘剂为前驱体；S202：微介孔酚醛树脂的制备；向步骤S201得到的前驱体中依次加入乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：万克记，薛舒文，袁金纪，苗真勇，许恩乐，贺琼琼，高明强，马国英，王利民，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：