[发明专利]一种工业废液处理用高效纳米吸附剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种工业废液处理用高效纳米吸附剂的制备方法，具体包括：（1）苯乙烯‑二乙烯苯离子交换树脂的预处理；（2）苯乙烯‑二乙烯苯离子交换树脂‑聚多巴胺交联的产物的制备；（3）β‑环糊精的修饰；（4）纳米金属氧化物的负载；本发明吸附剂一方面通过苯乙烯‑二乙烯苯离子交换树脂骨架具有小的纳米孔径、高的比表面积，提供了极为丰富的吸附位点；另一方面在骨架表面及其骨架中交联聚多巴胺，修饰β‑环糊精进一步提高吸附性能；最后通过负载纳米氧化物获得性能十分优异的纳米吸附剂，该吸附剂在染料废液，含重金属废液，磷、砷、锑废液都具有十分优异的性能。

技术领域

本发明属于吸附剂技术领域，具体涉及一种工业废液处理用高效纳米吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，各地的化工厂越来越多，化学废液的处理成为各界关注的热点，传统的电镀、制革、金属表面处理、印染、石化和含有其他有机污染物的废液排放量日益增加。

染料是废水中常见的一类污染物，主要来自于纺织、皮革、造纸、橡胶、塑料、化妆品、制药和食品等工业领域的生产过程中。染料的广泛使用在推动经济发展的同时，也产生了大量的染料废水排放到环境水体中，导致了自然水体的污染。因此，对染料废水的治理己成为水处理领域的研究热点之一。早期，常用的染料废水处理方法主要包括絮凝沉淀法、化学氧化法、膜分离法和生物降解法。这些方法虽然可以在一定程度上降低染料废水中染料的含量，但仍然存在着各式各样的缺陷，例如，因吸附率低、处理成本过高和对染料废水成分变化的适应性差，结果是对染料的去除效果欠佳，另外在处理过程中还可能会产生有毒有害副产物或者大量污泥，从而导致二次污染。

重金属废水处理方法主要有三类：化学反应去除法、吸附浓缩分离去除法以及微生物或植物去除法。第一类是废水中重金属离子通过化学反应除去的方法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法和高分子重金属捕集剂法等；第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括吸附、溶剂萃取、蒸发和凝固法、离子交换和膜分离等；第三类是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，其中包括生物絮凝、生物化学法和植物生态修复等。重金属废水的传统处理工艺普遍存在成本高、反应慢、易造成二次污染、低浓度废水处理难等缺点。

吸附处理技术是一种简单有效的处理废水的技术，在含重金属离子工业废水、染料废水、石化废水等的处理中有广泛应用。目前，工业废水处理常用技术有活性炭吸附，沸石交换等。活性炭因其价格昂贵、再生复杂等特点，难以大规模使用。因此，开发一种廉价、性质稳定、可回收以及效果优异的吸附材料是现阶段吸附技术发展的重点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种工业废液处理用高效纳米吸附剂及其制备方法，由本发明方法所制备的吸附剂解决了现有技术存在的吸附剂价格昂贵，稳定性差，吸附效率低，再生难且再生后效果差的问题，为工业化应用提供了前景。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种工业废液处理用高效纳米吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）苯乙烯-二乙烯苯离子交换树脂的预处理：在20-30℃的温度下，将苯乙烯-二乙烯苯离子交换树脂先用乙醇洗涤2-8h，然后再用1mol/L的盐酸洗涤2-5h，最后用去离子水洗涤至中性并烘干备用；

（2）在不断的搅拌下，将步骤（1）预处理的苯乙烯-二乙烯苯离子交换树脂、多巴胺加入到缓冲溶液中，搅拌反应12-24h，之后洗涤、干燥得到以苯乙烯-二乙烯苯离子交换树脂为骨架并交联聚多巴胺的产物；

（3）在反应器中，分别加入N,N-二甲基甲酰胺 5-10g，β-环糊精 1-2g，搅拌溶解后，升温至50-60℃，恒温搅拌回流4-6h，然后加入步骤（2）制备的交联聚多巴胺的苯乙烯-二乙烯苯离子交换树脂2-4g，于70℃下恒温回流反应8-10h，反应结束后产物用丙酮洗涤几次，然后干燥，备用；