[发明专利]一种复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合材料及其制备方法和应用，其制备方法是：1）配制四氧化三铁和5‑氨基‑间苯二甲酸溶液的混合溶液以及硝酸铜溶液；2）将混合溶液和硝酸铜溶液倒入反应釜中，将反应釜升温至110‑140℃，升温速率为2‑4℃/min，并控制反应釜的压力为100‑140kpa，反应10‑14小时后反应完成，将反应后所得的产物冷却至室温，过滤，得到黑灰色固体物质，再将黑灰色固体物质洗涤、烘干。该材料吸附性能强，能在短时间内迅速达到平衡而且稳定性好，经解析剂解析后可以多次使用，同时该材料的制备方法简单，操作方便，制备成本低廉。

技术领域

本发明属于环境保护中复杂废水处理技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

当今社会机械化、信息化、工业化的飞跃发展，大量工业废水被排放到环境中。我国水资源紧张而合理利用率又较低，生活污水和工业废水污染问题日益严重，加强污水处理，尤其是工业废水的处理已迫在眉睫。

目前废水污染中的重要部分是重金属废水和染料废水，而并没有见到此种复合材料既能处理染料废水又能处理重金属的报道，当务之急发明一种便宜简单方便并且同时除去两种污染的新型复合材料已经成为我们的重中之重。

染料是指能使纤维等获得色泽的物质，有着能使纤维和其他材料着色的特性，种类上可分为天然和合成两大类，其主要是应用在纺织品、皮革、食品、涂料、油墨及橡胶等领域，染料工业在国民经济中占据重要地位。染料按特点可大致分为10大种类：直接染料、硫化染料、还原染料、酸性染料、酸性络合染料、活性染料、钠夫孚染料(或不溶性偶氮染料或冰染染料)、氧化染料、分散染料和阳离子染料等。而染料废水是指在生产染料、颜料的工艺过程中排放出的废水。

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致。重金属污染主要表现在水污染中，还有一部分是在大气和固体废物中。许多重金属有较大毒性、不可降解性和生物累积性，一旦超出正常范围，就会直接危害人体健康，或通过食物链的作用对人类造成严重威胁。

目前许多印染企业在处理染料废水时广泛采用的是生物技术，如生物膜法和活性污泥法等，主要是利用自然界的微生物的细胞或其分泌物的氧化分解和吸附凝聚作用去除水中有机污染物质。此种方法主要是根据废水中有机物的成分和含量厌氧法、好氧法或二者相结合等方法来营造一个适合微生物生长的最佳环境，使微生物的繁殖速度提高，从而提高分解、氧化有机物的能力，实现清除废水中有机物的目的。处理重金属废水污染包括化学方法，物理方法，生物方法。在化学方法中有沉淀法，氧化还原法，电化学法等。然而，上述方法都存在运行费用高、投资和能耗高、仍伴有大量废物产生等缺点。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种复合材料及其制备方法和应用。该材料吸附性能强，能在短时间内迅速达到吸附平衡，适用于染料废水和重金属废水的快速处理，而且稳定性好，经解析剂解析后可以多次使用。

该材料的制备方法简单、方便，而且制备成本低廉。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种复合材料，其制备方法包括如下步骤：

1)将四氧化三铁和5-氨基-间苯二甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，得到混合溶液，再将硝酸铜溶于无水甲醇中，得到硝酸铜溶液；

2)将混合溶液和硝酸铜溶液倒入反应釜中，将反应釜升温至110-140℃，控制反应釜内稳定后的压力是：120-140Kpa，反应10-14小时后，冷却至室温，过滤，将得到的滤饼洗涤、烘干，制得复合材料。

进一步，上述四氧化三铁、5-氨基-间苯二甲酸、硝酸铜的质量比为：1-8:1-10:2-30。

进一步，所述硝酸铜溶液的浓度为0.1-0.4mol/L。