【技术实现步骤摘要】
本专利技术申请涉及水处理，具体涉及一种磁流体除铁方法。
技术介绍
1、水污染问题日益严重,对人类健康和生态环境造成了巨大威胁。传统的水处理技术,如吸附法、化学絮凝法、膜分离法等,虽然在一定程度上可以去除水中的污染物,但仍存在一些亟待解决的问题和不足。
2、活性炭是最常用的吸附剂之一,但其对重金属离子和极性有机物的吸附容量有限,且再生困难,使用寿命短。此外,活性炭对水中的有机污染物主要依靠物理吸附,去除效率较低,难以彻底降解有机物。
3、光催化氧化技术因其高效、环保等优点而备受关注,然而传统的tio2光催化剂只能被紫外光激发,而紫外光仅占太阳光的4%左右,导致tio2的光催化效率受到限制。此外,tio2光催化剂易发生团聚,比表面积小,降低了光催化反应的活性位点。
4、芬顿试剂等化学氧化法可以产生强氧化性的羟基自由基,有效降解有机污染物,但反应条件苛刻,需要低ph值和过量的h2o2,且fe2+易被氧化为fe3+,失去催化活性,导致反应不易进行。
5、此外,现有的水处理材料大多针对单一污染物,缺乏对多种污染物的协同处理能力。同时,材料的再生性能和使用寿命也有待提高,限制了其大规模应用。
6、因此,亟需开发一种多功能协同、高效环保、经济耐用的新型水处理材料,以解决现有技术的局限性,满足日益严格的水质标准和可持续发展的需求。
技术实现思路
1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本专利技术针对现有技术的不足,提供了一种复合水处理材
2、本专利技术申请第一方面提供了一种绿色环保型水处理材料的制备方法，包括以下步骤：
3、(1) 粉煤灰基多孔陶粒的制备:将50-80%的粉煤灰、10-30%的粘土和5-20%的木屑按照一定比例混合,加入适量水,搅拌均匀制成泥浆;将泥浆喷雾干燥,得到粒径为0.5-10mm的造粒坯体;将坯体在700-1200°c下烧结1-6小时,冷却后得到粉煤灰基多孔陶粒;
4、(2) 氮掺杂还原氧化石墨烯的制备:将氧化石墨烯粉末均匀铺撒在石英舟中,置于管式炉内;在氨气气氛下,以1-10°c/min的速率升温至500-800°c,保温1-4小时;自然冷却至室温,得到氮掺杂还原氧化石墨烯;
5、(3) 壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备:配制1-5%(w/v)的壳聚糖乙酸溶液和0.05-0.5 m的柠檬酸铁溶液;将两种溶液按体积比1:2-2:1混合,磁力搅拌10-60分钟;将混合液喷雾干燥,干燥温度为100-200°c,得到壳聚糖/柠檬酸铁复合物粉末;
6、(4) 聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的制备:将木屑、锯末等木质废料粉碎,过60-200目筛,得到木质纤维素粉末;在木质纤维素粉末中加入1-10%的丙烯酰胺单体和0.1-1%的引发剂,混合均匀;将混合物置于40-80°c水浴中反应2-8小时,得到聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素;过滤,洗涤,干燥后得到pam-g-mwc粉末;
7、(5) 复合水处理材料的制备:将0.1-1%的氮掺杂还原氧化石墨烯和0.1-1%的壳聚糖/柠檬酸铁复合物分散在去离子水中,超声10-60分钟,得到分散液;将粉煤灰基多孔陶粒浸入分散液中,超声处理0.5-2小时,使功能组分负载到陶粒孔道中;将负载后的陶粒与pam-g-mwc粉末按照质量比1:0.05-1:1混合,搅拌均匀;将混合物在40-80°c下真空干燥6-24小时,得到复合水处理材料。
8、进一步的，步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,粉煤灰、粘土和木屑的比例为65:20:15。
9、进一步的，步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,喷雾干燥得到的造粒坯体粒径为3 mm,烧结温度为900°c,烧结时间为3小时。
10、进一步的，步骤(2)中氮掺杂还原氧化石墨烯的制备过程中,升温速率为5°c/min,保温温度为600°c,保温时间为2小时。
11、进一步的，步骤(3)中壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备过程中,壳聚糖乙酸溶液浓度为2%(w/v),柠檬酸铁溶液浓度为0.1 m,两种溶液的体积比为1:1,磁力搅拌时间为30分钟,喷雾干燥温度为150°c。
12、进一步的，步骤(4)中聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的制备过程中,木质纤维素粉末的粒径为100目,丙烯酰胺单体的用量为5%,引发剂的用量为0.5%,水浴反应温度为60°c,反应时间为4小时。
13、进一步的，步骤(5)中复合水处理材料的制备过程中,氮掺杂还原氧化石墨烯和壳聚糖/柠檬酸铁复合物的分散浓度均为0.5%,超声分散时间为30分钟;粉煤灰基多孔陶粒与分散液的超声处理时间为1小时;负载后的陶粒与pam-g-mwc粉末的质量比为1:0.3;真空干燥温度为60°c,干燥时间为12小时。
14、进一步的，所述粉煤灰为粉煤灰微珠。
15、进一步的，所述粘土为高岭土。
16、本专利技术申请第二方面提供了一种绿色环保型水处理材料，该绿色环保型水处理材料按照上述制备方法方法制得。
17、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术申请。
18、本专利技术的有益技术效果：
19、多功能协同增效:本复合材料巧妙地将粉煤灰基多孔陶粒、氮掺杂还原氧化石墨烯、壳聚糖/柠檬酸铁复合物和聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素等多种功能组分复合,发挥了各组分在吸附、光催化、氧化还原等方面的协同作用,实现了水污染物的高效去除。
20、优异的吸附性能:粉煤灰基多孔陶粒具有发达的孔道结构和大比表面积,可以有效吸附水中的重金属离子和有机污染物;氮掺杂还原氧化石墨烯和壳聚糖/柠檬酸铁复合物提供了丰富的吸附位点,进一步提高了复合材料的吸附容量和选择性。
21、高效的光催化性能:氮掺杂还原氧化石墨烯具有优异的光催化活性,能够在可见光照射下产生活性自由基,有效降解水中的有机污染物;壳聚糖/柠檬酸铁复合物中的铁元素也具有一定的光催化性能,与氮掺杂还原氧化石墨烯形成协同效应,提高了复合材料的光催化效率。
22、良好的氧化还原性能:壳聚糖/柠檬酸铁复合物中的fe2+/fe3+价态变化可以实现水中污染物的氧化还原降解,同时还原氧化石墨烯上的含氮官能团也具有一定的氧化还原活性,与壳聚糖/柠檬酸铁复合物形成协同作用,提高了复合材料的氧化还原性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种绿色环保型水处理材料的制备方法，其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,粉煤灰、粘土和木屑的比例为65:20:15。
3.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,喷雾干燥得到的造粒坯体粒径为3 mm,烧结温度为900°C,烧结时间为3小时。
4.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中氮掺杂还原氧化石墨烯的制备过程中,升温速率为5°C/min,保温温度为600°C,保温时间为2小时。
5.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备过程中,壳聚糖乙酸溶液浓度为2%(w/v),柠檬酸铁溶液浓度为0.1 M,两种溶液的体积比为1:1,磁力搅拌时间为30分钟,喷雾干燥温度为150°C。
6.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)
7.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(5)中复合水处理材料的制备过程中,氮掺杂还原氧化石墨烯和壳聚糖/柠檬酸铁复合物的分散浓度均为0.5%,超声分散时间为30分钟;粉煤灰基多孔陶粒与分散液的超声处理时间为1小时;负载后的陶粒与PAM-g-MWC粉末的质量比为1:0.3;真空干燥温度为60°C,干燥时间为12小时。
8.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,所述粉煤灰为粉煤灰微珠。
9.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,所述粘土为高岭土。
10.一种绿色环保型水处理材料，其特征在于，按照权利要求1至9任一项所述的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种绿色环保型水处理材料的制备方法，其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,粉煤灰、粘土和木屑的比例为65:20:15。
3.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,喷雾干燥得到的造粒坯体粒径为3 mm,烧结温度为900°c,烧结时间为3小时。
4.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中氮掺杂还原氧化石墨烯的制备过程中,升温速率为5°c/min,保温温度为600°c,保温时间为2小时。
5.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备过程中,壳聚糖乙酸溶液浓度为2%(w/v),柠檬酸铁溶液浓度为0.1 m,两种溶液的体积比为1:1,磁力搅拌时间为30分钟,喷雾干燥温度为150°c。
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【专利技术属性】
技术研发人员：竺美，郑帆，李宏伟，蔺羿，刘云，聂轰，周广泉，
申请(专利权)人：首控环境科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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