[发明专利]一种基于含铁废水制备凹凸棒/聚吡咯复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种基于含铁废水制备凹凸棒/聚吡咯复合材料的方法。本发明以含铁废水为氧化剂，凹凸棒为载体，采用一锅法制备凹凸棒/聚吡咯的复合材料。该方法操作简单，过程清洁，有望为凹凸棒的高附加值综合利用提供新途径。

技术领域

本发明涉及一种基于含铁废水制备凹凸棒/聚吡咯复合材料的方法，属于复合材料制备领域。

背景技术

聚吡咯是一种杂环共轭型的导电高分子材料，可用于生物、离子检测、超电容及防静电材料和电极材料，此外，还可用于电解电容、电催化和导电聚合物复合材料等，应用范围极广。同时，由于其具有很高的表面能且含有大量的亚氨基，对一些离子具有良好的络合作用。

凹凸棒具有特殊的结构、高的比表面积、较强的吸附性能、价格低廉、储量丰富等特点和优势。但是，凹凸棒的表面活性较高，容易发生团聚。因此，结合聚吡咯和凹凸棒的特点，将两者进行复合的研究已有少量报道，且主要应用于导电材料的制备领域。例如，中国专利CN101418122A报道了一种制备聚吡咯/凹凸棒土纳米导电复合材料的方法。该专利采用快速化学氧化原位聚合的方法制得聚吡咯/凹凸棒土纳米导电复合材料，合成工艺简单快捷。但是，该专利存在以下问题：水与凹凸棒土的质量比为4～19︰1，凹凸棒土用量相对较大，浆体浓度太高导致凹凸棒土难以分散。中国专利CN102532539B公开了一种一维导电聚吡咯/凹凸棒纳米复合材料的制备方法；中国专利CN106147563A公开了一种聚吡咯/凹凸棒石导电涂料的制备方法。上述两种方法，均需要搅拌反应20 h以上，存在反应时间过长、效率低的问题。中国专利CN101838392A公开了一种采用凹凸棒土、氧化剂、吡咯单体和氨基磺酸制备聚吡咯/凹凸棒土导电复合材料的方法；中国专利CN102911358B公开了聚吡咯/有机改性凹凸棒土导电复合材料的制备方法。两种方法均需要在氮气保护下进行，反应条件苛刻，且中国专利CN102911358B公开的方法还需要对凹凸棒土进行有机改性，工艺过程较复杂。

因此，本专利开发了一种以含铁废水作为氧化剂制备凹凸棒/聚吡咯复合材料的方法。本专利有效的改善了凹凸棒的分散性，提高了复合材料的比表面积，在废水处理的过程中具有较好的协同作用。同时，本方法具有工艺过程简单、溶剂绿色安全等优点，且实现了含铁废水的资源化利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于含铁废水制备凹凸棒/聚吡咯复合材料的方法。

本发明所述一种基于含铁废水制备凹凸棒/聚吡咯复合材料的方法，包括以下步骤：

（1）称取一定量的凹凸棒在300 ^oC下焙烧2～4 h，得到活化凹凸棒。

（2）将活化凹凸棒加入含铁废水中, 超声处理5～10 min。搅拌溶解, 然后逐滴加入吡咯, 反应3～5 h , 抽滤沉淀, 用蒸馏水洗涤滤饼直至滤液无色。将滤饼在60 ^oC下干燥6 h, 研磨，得到黑色粉状物凹凸棒/聚吡咯的复合材料。

进一步的，所述的含铁废水为电镀废水，其组成成分为Zn 0~15 g/L，Fe 8~50 g/L，Cl^- 10~60 g/L。

进一步的，所述的活化凹凸棒与含铁废水的质量比为：（0.5~1.0）︰100。

进一步的，所述的活化凹凸棒与吡咯单体的质量比为：（0.4~1.5）︰1。

本发明的有益效果是：利用含铁废水制备凹凸棒/聚吡咯复合材料的方法操作简单，且将聚吡咯与凹凸棒两者结合有效的改善了凹凸棒的分散性，提高了复合材料比表面积，进而通过相互作用优化了复合材料的空间结构，有望为凹凸棒的高附加值综合利用提供新途径。

附图说明

图1为活化凹凸棒和凹凸棒/聚吡咯的XRD谱图；mATP代表活化凹凸棒，PPy代表聚吡咯，mATP/PPy代表凹凸棒/聚吡咯复合材料。