[发明专利]一种利用聚苯胺净化水中腐殖酸类污染物的方法

说明书

技术领域

本发明属于水体净化处理技术领域，涉及水体中腐殖酸的净化，特别涉及一种利用聚苯胺净化水中腐殖酸类污染物的方法。

背景技术

腐殖酸类物质是一种含酚羟基、羧基、醇羟基等多种官能团的大分子多环芳香化合物，主要由自然界动植物分解产生，广泛存在于天然水体和土壤中。腐殖酸类物质是水体中天然有机物的主要成分，约占到水中总有机物的50％～90％。水体中腐殖酸类物质的存在可以引起各种环境问题以及健康问题。水体中的腐殖酸类物质的存在，是引起水体色度和臭味的主要原因；腐殖酸分子可以与水中重金属离子络合，大大增加胶体的稳定性，从而影响水处理效果；同时，在膜处理过程中，腐殖酸类物质易造成严重膜污染问题。在饮用水的处理中，腐殖酸类物质可与氯反应生成三氯甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)等致癌、致畸物，是氯消毒副产物(DBPs)的主要前驱物，直接影响人类健康。另外，腐殖酸可能干扰人体对无机元素的吸收和代谢平衡，是引起大骨病发病的主要因素。因此，寻找有效去除水体中腐殖酸的方法引起人们广泛的关注。

目前，用于水中腐殖酸处理的方法主要有生物法、絮凝法、膜滤法及高级氧化法等。但由于腐殖酸本身难以被生物降解，絮凝剂存在的安全隐患性、膜滤法存在的膜污染、天然水体中钙、镁等离子的影响以及经济等条件的限制，传统处理方法的局限性日益凸显，因此，迫切需要一种更加安全、高效的处理方法。吸附法作为低能耗、高安全性的处理工艺，具有很好的应用前景，也越来越受到人们的关注。

吸附是发生在物质表面的一种传质过程，其主要是通过吸附质分子和吸附剂表面分子之间的相互作用来实现。在固体和液体组成的两相体系中，吸附主要是指利用固体吸附剂的物理吸附和化学吸附去除液相中污染物的过程。传统的吸附剂主要有活性炭吸附剂、树脂类吸附剂、无机矿物质吸附剂等。活性炭吸附剂主要是利用活性炭本身的多孔结构，通过物理吸附实现对吸附质的分离；树脂类吸附剂主要利用本身的多孔结构以及离子交换作用，实现吸附过程；无机矿物质吸附剂随种类的不同结构也有较大的差异，其主要是通过本身的物理结构，以及改性过程所带有的官能基团实现吸附，一般吸附效果不是很理想。胺基类吸附剂依靠吸附剂质子化氨基与离解的腐殖酸分子之间静电作用从而达到去除水中腐殖酸的目的。目前研究的胺基类吸附剂主要有：壳聚糖、胺化聚丙烯酰胺、胺化中孔硅、聚丙烯腈纤维膜和聚吡咯等，此类吸附剂对水中腐殖酸有较好的去除效果。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种利用聚苯胺净化水中腐殖类酸污染物的方法，利用聚苯胺作为吸附剂除去水中腐殖酸类污染物，在吸附之后对其进行洗脱后可以反复使用，该净化方法净化率高且操作简单、成本低廉。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种利用聚苯胺净化水中腐殖酸类污染物的方法，在欲净化的水体中加入其质量0.0002～0.001倍的聚苯胺作为吸附剂，利用聚苯胺在温度为15～35℃、pH为3.0～9.0的条件下吸附水中的腐殖酸类污染物，吸附时间为0.5～24h，然后收集聚苯胺，净化水体中的腐殖酸类污染物。

所述的欲净化的水体中腐殖酸类污染物的初始浓度为1mg/L～100mg/L。

所述的聚苯胺的制备为：

在冰浴条件下，在预先冷却至0～5℃、含有0.1～0.5mmol/L苯胺的盐酸溶液中，边搅拌边加入过硫酸铵的盐酸溶液进行聚合反应，加入过硫酸铵至终浓度为0.2～1mol/L，所述的盐酸溶液的浓度为1mol/L，氮气保护下，聚合反应2～3h；反应完成后，过滤，清洗沉淀物，干燥后得到聚苯胺。

所述的对收集的聚苯胺的处理为：

所述的对收集的聚苯胺的处理为：将聚苯胺在0.1～0.5mol/L NaOH溶液中，15～25℃震荡2～3h，进行脱吸附，NaOH溶液与聚苯胺的质量比为1500～2000∶1；收集脱吸附后的聚苯胺，用水清洗数次至pH为中性，以再次使用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明以聚苯胺作为吸附剂，采用吸附法去除水体中腐殖酸类污染物时，由于氨基含量高，其吸附性能明显优于传统的吸附材料。聚苯胺的最大吸附量为126.58mg/g，而活性炭的最大吸附量为2.51mg/g、胺化中孔硅的最大吸附量为117.6mg/g、胺化聚丙烯纤维膜的最大吸附量为16.22mg/g、辐射交联法制备的羧甲基壳聚糖的最大吸附量为57.14mg/g，且本发明方法操作简单，成本低廉。