[发明专利]一种磁性导电聚合物/海泡石/腐殖酸复合微球的制备及其应用

说明书

本发明提供了一种磁性导电聚合物/海泡石/腐殖酸复合微球的制备及应用，属于高分子纳米复合材料制备技术领域。该制备方法首先将海泡石水溶液与腐殖酸水溶液混合，调节溶液pH值，制得海泡石/腐殖酸复合粒子水溶液，并将其与磁性四氧化三铁环己烷溶液混合，高速剪切后制得皮克林乳液，然后加入苯胺(吡咯)单体，分散均匀后，将溶有氧化剂过硫酸铵的盐酸溶液缓慢滴入到乳液中，收集反应产物，经过滤、洗涤和干燥处理，即得到磁性聚苯胺(聚吡咯)/海泡石/腐殖酸复合微球。本发明制备工艺简单、条件可控，制得的磁性聚苯胺(聚吡咯)/海泡石/腐殖酸复合微球具有高吸附特性和优异环境友好特性，适用于工业废水处理等领域。

技术领域

本发明属于高分子纳米复合材料制备技术领域，具体涉及一种用于废水处理的磁性聚苯胺(聚吡咯)/海泡石/腐殖酸复合微球的制备方法。

技术背景

随着现代工业的发展，工业用水的需求量日益增加，水污染问题也越来越严重。工业废水是工艺生产过程中排放的废水和废液，主要包括无机废水、有机废水、重金属废水和放射性废水等。其中重金属废水的危害性和毒性以及其在金属资源的回收利用上的应用价值都是值得关注和深入研究的。

常见的重金属废水的处理方法有很多，包括：离子交换处理法、凝聚-絮凝法、化学沉淀法、吸附法、膜分离法等物理和化学处理方法。其中吸附法因为其操作简单、成本低廉等优势被广泛应用。目前能用于重金属离子吸附的材料有很多种，包括天然生物质吸附材料如：花生壳、天然纤维、茶叶渣等材料；以及天然矿物质吸附材料如：海泡石、蒙脱土、凹凸棒土等材料；另外还有一些经过处理或合成的吸附材料如：活性炭、分子筛、高分子树脂等。但这些材料普遍存在着吸附效率低、再生性差、易造成二次污染等问题，近年来，人们试图研发复合吸附材料以提高吸附效率，解决再生性差、成本高等问题。

聚苯胺表面具有大量的氨基、亚胺基结构，且价格低廉、聚合工艺简单，制备方便，在废水处理中具有很大的优势。在吸附上的应用也十分广泛。刘群等(毛纺科技，2018年，第46卷，第6期)把处理后的玉米秸秆与聚苯胺结合制备复合吸附材料对染料废水进行吸附处理，取得了良好的成果。王硕(2016 年，哈尔滨工业大学硕士论文)利用聚氨酯海绵作为载体，在其表面附着聚苯胺和其它材料制备复合吸附材料。雷阳等(塑料工业，2018年，第46卷，第5 期)采用化学氧化聚合法制备磁性壳聚糖聚苯胺复合材料，并系统的研究了材料对甲基橙的吸附性能。聚苯胺因为其表面的基团以及静电吸附的作用在吸附的应用中被广泛选择。

聚吡咯表面具有大量胺基结构，是一种由碳碳双键和碳碳单键形成的共轭体，具有导电性，在水处理中也有广泛的应用。其价格低廉、聚合工艺简单，制备方便，在废水处理中具有很大的优势。苏洁等(复合材料学报，2017年，第2期)采用溶胶-凝胶法制备TiO2@Fe3O4核壳结构的磁性纳米粒子,然后与聚吡咯采用原位聚合法制备TiO2@Fe3O4/PPy磁性离子交换吸附剂，并对孔雀石绿进行了系统的吸附实验研究；窦俊等(化工新型材料，2017年，第3期)以皮克林乳液液滴为模板，通过界面化学氧化聚合制备了剥离型聚吡咯/蒙脱土纳米复合材料，研究了材料对水中六价铬的吸附特性；孙万虹等(材料保护，2016 年，第49卷，第10期)探究了纯聚吡咯对六价铬的吸附性能，研究发现最大吸附容量为47.6mg/g。纯聚吡咯因为存在小片聚吡咯的堆叠，吸附性能较低，因而制备聚吡咯的复合材料在吸附的研究中应用更加广泛。