[发明专利]聚丙烯酸-腐植酸-累托石复合吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理材料技术领域，具体的说是涉及一种有机/无机复合吸附剂的制备工艺。

背景技术

重金属和多环芳烃是环境中两类典型的持久性污染物，因此对重金属和多环芳烃污染治理是环境工程领域的研究热点。重金属和多环芳烃污染的治理通常采用吸附法，工业上使用的吸附剂主要是活性炭和高分子吸附树脂，但这两类吸附剂价格昂贵，再生困难，在一定程度上限制了它的应用。近年来，对价格低廉且吸附效率高的吸附剂的开发一直是废水处理领域的研究热点，然而，目前对吸附材料的研究与开发，只针对单一的重金属或单一的多环芳烃，尚未有人开发能同时高效吸附重金属和多环芳烃的吸附剂。实际上，重金属和多环芳烃往往同时或先后进入环境中，形成重金属和多环芳烃复合污染。如木材防腐剂厂使用的杂酚油中含有大量的重金属和多环芳烃，它们在环境中通常可同时被检测到。目前，我国表面水体普遍受到重金属和多环芳烃的复合污染，如太湖流域，长春南湖等，其中，在南湖水体中重金属铅、镉、铜、锌和多环芳烃芴、菲、蒽、芘均有检出。环境中的重金属和多环芳烃会发生化学交互作用，如形成重金属有机络合物等，这些络合物相对于单一污染物，将会产生更复杂的环境效应，导致更严重的环境污染。因此，重金属-多环芳烃复合污染的治理将越来越受到人们的关注，开发出一种能同时去除重金属离子和多环芳烃类物质的吸附材料对于重金属和多环芳烃复合污染水体的修复具有重要意义。

近年来，随着有机-无机复合材料在各领域的应用研究的深入，已有研究者采用有机物和无机粘土为原料制备聚合物/粘土复合吸附材料，由于无机组分的引入，降低了吸附剂的制备成本。然而，已开发的聚合物/粘土复合吸附材料，主要用于吸附亲水性强的重金属离子和阳离子染料等，不能吸附疏水性有机污染物，如多环芳烃等。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种聚丙烯酸-腐植酸-累托石复合吸附剂的制备方法，该吸附剂对水中重金属和多环芳烃类污染物同时具有优异的吸附性能，克服了现有的聚合物/粘土复合吸附材料只用于吸附亲水性强的重金属离子和阳离子染料等，不能吸附疏水性有机污染物的弊端，为重金属和多环芳烃复合污染的治理提供了新材料。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种聚丙烯酸-腐植酸-累托石复合吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）有机累托石的制备：将5~15份累托石加入50~150份水中，搅拌，配制成累托石水悬浮液，加入0.5~2份季铵盐，调节pH值到5.5~6.5，并在60~70℃水浴下搅拌反应18~24h，然后用去离子水洗涤，直到无残留的卤素离子为止，并经过干燥、研磨至180~240目，得到有机累托石；

（2）丙烯酸水溶液的制备：称取1.0~1.5份丙烯酸，加入20~30份去离子水中，溶解；然后加入0.3~0.8份NaOH，搅拌反应10~20min；

（3）聚合反应：将步骤（2）获得的丙烯酸水溶液转移至反应容器中，并在惰性气体的保护下，加入2~3份有机累托石和0.1~0.5份腐殖酸，充分搅拌10min，缓慢加入0.002~0.01份交联剂和0.01~0.05份引发剂，将温度升至40~50℃，预聚合反应25~40min，然后升温至60~80℃反应2~3h；

（4）将第（3）步的产物用乙醇充分洗涤，然后于70~85℃下干燥，研磨至180~240目，得到聚丙烯酸-腐植酸-累托石复合吸附剂；

上述制备步骤中，各物料的份数均为质量份数。

作为优选，所述季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵或十二烷基二甲基苄基氯化铵中的任意一种。

作为优选，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；所述引发剂为过硫酸钾。