一种三维多孔水处理材料合成方法及净化废水的应用技术

本发明专利技术属于公开了一种三维多孔水处理材料合成方法及净化废水的应用，通过水热合成法制备碳酸钴氢氧化物纳米针

【技术实现步骤摘要】
一种三维多孔水处理材料合成方法及净化废水的应用


[0001]本专利技术属于环境保护行业中的废水净化处理
，具体涉及一种多功能三维多孔水处理材料的制备方法，及其净化废水的应用。

技术介绍

[0002]由于广泛而大量的使用，抗生素药物已在全球范围内的各种水环境中被检测到，特别是作为最常开具和使用的广谱氟喹诺酮抗生素，环丙沙星被广泛用于人类治疗和兽医应用；环丙沙星在水中的污染主要是源于人体中不完全代谢的排放或制药厂污水；环丙沙星在地表水、城市污水、制药厂污水和医院污水中的浓度分别为0.1
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100ng/L、100ng/L
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332.154mg/L、31mg/L和3
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87mg/L。水体中环丙沙星及其代谢物的存在可能对水生生物的生长、繁殖和生存产生负面影响。此外，环丙沙星还可能引起抗生素耐药性的发展和传播。因此，实现高效分离水中的环丙沙星对环境安全具有重要意义。
[0003]不同的水处理技术方法和技术已经被开发出来以去除水中的抗生素，具体包括吸附法、生物处理法、膜分离法和催化氧化法等多种方法去除水环境中的环丙沙星。在这些方法中，吸附法因其操作简便、性能优异、在点源污染应急处理中的实用性而被公认为一种很有前途的技术。材料的特性和反应条件决定了其去除效果和机理。环丙沙星能与多价金属离子形成强金属
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环丙沙星配合物，并与官能团结合。因此，富金属材料成为理想的环丙沙星水处理剂。
[0004]另一方面，随着中国皮革、交通、食品、钢铁、石化等石油工业的快速发展，工业含油废水的排放和泄漏量急剧增加。含油废水作为挥发性污染物之一，不仅污染地下水和地表水，还污染大气。含油废水处理不当会导致严重的生态环境问题。
[0005]泡沫镍价格便宜，具有多层多孔结构、密度低、机械性能高和热稳定性高等特点。因此，它已经被一些研究者应用于制备可溶性污染物的水处理剂和不溶性油水分离材料。当泡沫镍被用作可溶性污染物的水处理剂时，旨在利用其独特的结构表现出大的比表面积；被用作油水分离材料时，则旨在利用其多级网络结构。因此，进一步研发基于泡沫镍的水溶性环丙沙星去除方法和不溶性油/水分离方法很有意义。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种一种三维多孔水处理材料合成方法及净化废水的应用，既能够去除废水中的抗生素，又能实现油水分离，制备工艺简单、处理效果优异、吸附性能优良。
[0007]本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]一种三维多孔水处理材料合成方法，包括有以下步骤：
[0009]S01，制备碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理剂；
[0010]S011，备料：对泡沫镍进行酸洗、水洗，得到洁净泡沫镍；
[0011]S012，通过六水合硝酸钴、氟化铵和尿素混合制备均匀溶液，按照质量份计，六水
合硝酸钴、氟化铵和尿素的配比为1:(0.12～0.15):(0.4～0.45)；
[0012]S013，将泡沫镍投加入均匀溶液中，加热至120℃～150℃，保温进行水热反应12小时；
[0013]S014，自然冷却至室温，水洗、干燥；
[0014]S015，再重复一次S011～S014，得碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料；
[0015]S02，疏水改性；
[0016]S021，将碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料投入到乙醇溶液中，乙醇溶液中添加有十六烷基三甲氧基硅烷，乙醇与十六烷基三甲氧基硅烷的质量比为20：1；
[0017]S022，再缓慢添加冰醋酸，调节溶液pH值；
[0018]S023，进行十六烷基三甲氧基硅烷的水解缩合反应12小时；
[0019]S024，放入烘箱，在60℃条件下干燥，得到疏水碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料。
[0020]进一步地，所述步骤S011中备料的泡沫镍尺寸为30mm
×
40mm
×
0.5mm；
[0021]所述步骤S011和步骤S014中的水洗过程均采用由纯水机制备的超纯水。
[0022]进一步地，所述步骤S012中六水合硝酸钴的投加量为1.16g,氟化铵的投加量为0.15g以及尿素的投加量为0.5g；均匀溶液总体积为60mL。
[0023]进一步地，所述步骤S013中，将均匀溶液加热至130℃，反应时间12小时。
[0024]进一步地，所述步骤S014中，在60℃温度条件下干燥12h。
[0025]进一步地，所述步骤S021中的乙醇溶液的体积为30mL，向30mL乙醇溶液中投加1.5mL十六烷基三甲氧基硅烷。
[0026]进一步地，所述步骤S022中缓慢添加冰醋酸直到乙醇溶液的pH值为4.3～4.8。
[0027]本专利技术还涉及一种三维多孔水处理材料净化废水的应用，使用上述三维多孔水处理材料合成方法制备的碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料；具体包括以下操作步骤：
[0028]P01，配制含有抗生素的中性溶液；
[0029]P02，控制环境：将中性溶液置于恒温水浴中，加盖避光；
[0030]P03，将碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料放入中性溶液，持续振荡反应。
[0031]进一步地，还包括以下操作内容：
[0032]所述步骤P01中配制多份中性溶液，分别调节每份中性溶液的pH值；
[0033]所述步骤P02中的水浴温度为25℃～30℃；
[0034]所述步骤P03中，在温度为25～35℃的恒温振荡器中，振荡反应24h～30h。
[0035]最后，所述步骤P03中，投入的碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料与抗生素的质量比为：吸附剂:抗生素＝1:(0.09～0.28)。
[0036]本专利技术的有益效果为：
[0037]一种三维多孔水处理材料合成方法及净化废水的应用，通过水热合成法制备碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料，并进行疏水性调控构成多功能的三维多孔水处理材料，表面孔隙结构丰富，具有吸附容量大的优点，有效提高了对环丙沙星的吸附性能，并且可以实现油水分离应用。既能够去除废水中的抗生素，又能实现油水分离，制备工艺简单、处理效果优异、吸附性能优良，应用前景广阔。
[0038]相比现有技术,本专利技术至少具有以下有益效果:
[0039]1.本专利技术的碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料对环丙沙星的去除容量大，去除效率高。
[0040]2.与其他的水处理剂相比，本专利技术的碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料可通过仅以步疏水改性获得油水分离性能，具有多功能多用途前景。
[0041]3.本专利技术的碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维多孔水处理材料合成方法，其特征在于：包括有以下步骤：S01，制备碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理剂；S011，备料：对泡沫镍进行酸洗、水洗，得到洁净泡沫镍；S012，通过六水合硝酸钴、氟化铵和尿素混合制备均匀溶液，按照质量份计，六水合硝酸钴、氟化铵和尿素的配比为1:(0.12～0.15):(0.4～0.45)；S013，将泡沫镍投加入均匀溶液中，加热至120℃～150℃，保温进行水热反应12小时；S014，自然冷却至室温，水洗、干燥；S015，再重复一次S011～S014，得碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料；S02，疏水改性；S021，将碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料投入到乙醇溶液中，乙醇溶液中添加有十六烷基三甲氧基硅烷，乙醇与十六烷基三甲氧基硅烷的质量比为20：1；S022，再缓慢添加冰醋酸，调节溶液pH值；S023，进行十六烷基三甲氧基硅烷的水解缩合反应12小时；S024，放入烘箱，在60℃条件下干燥，得到疏水碳酸钴氢氧化物纳米针
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泡沫镍水处理材料。2.根据权利要求1所述三维多孔水处理材料合成方法，其特征在于：所述步骤S011中备料的泡沫镍尺寸为30mm
×
40mm
×
0.5mm；所述步骤S011和步骤S014中的水洗过程均采用由纯水机制备的超纯水。3.根据权利要求1所述三维多孔水处理材料合成方法，其特征在于：所述步骤S012中六水合硝酸钴的投加量为1.16g,氟化铵的投加量为0.15g以及尿素的投加量为0.5g；均匀溶液总体积为60mL。4.根据权利要求1所述三维多...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，江欣承，黄晓东，郑怀礼，王一显，黄海芹，丁魏，
申请(专利权)人：深圳市深水水务咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：