[发明专利]一种纳米零价铁微凝胶复合材料及其制备方法和再生方法有效

专利信息
申请号: 201911276470.X 申请日: 2019-12-12
公开(公告)号: CN110918068B 公开(公告)日: 2022-12-20
发明(设计)人: 蒋丹烈;周宏伟;马爱洁;金洗郎;陈卫星 申请(专利权)人: 西安工业大学
主分类号: B01J20/24 分类号: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
代理公司: 西安启诚专利知识产权代理事务所(普通合伙) 61240 代理人: 冯亮
地址: 710021 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 纳米 零价铁微 凝胶 复合材料 及其 制备 方法 再生
【说明书】:

发明公开了一种纳米零价铁微凝胶复合材料,原料包括以下重量份的组分:丙烯酰胺70份~120份、壳聚糖10份~25份、阴离子乳化剂2份~3份、非离子乳化剂1份~2份、光引发剂1份~3份、防腐剂0.08份~0.1份、pH缓冲剂0.1份~0.2份、纳米零价铁3份~8份和分散剂1份~3份。此外,本发明还提供上述纳米零价铁微凝胶复合材料的制备和再生方法。该纳米零价铁微凝胶复合材料在处理重金属污染水体时不会引入新的金属离子,实现重金属污染物的有效脱除,在高盐废水中的铜离子脱除率达到95.0%,具有良好的抗盐度、抗水硬度性能,循环利用后仍然具有良好的废水处理性能,具有良好的废水处理稳定性。

技术领域

本发明属于纳米复合材料技术领域,具体涉及一种纳米零价铁微凝胶复合材料及其制备方法和再生方法。

背景技术

在重金属废水的处理中常用含铁废水处理剂,但在处理过程中,会引入大量铁离子进入废水,为处理带来新的困难。如处理完成后需要通过沉淀等复杂步骤进行处理剂与水相的分离,工序复杂,处理剂一般无法进行循环利用,大大增加了废水处理的成本,且影响出水水质。纳米零价铁作为一种新兴的纳米材料,由于其具有的独特的结构和性能,在水处理领域得到了广泛的应用。但是由于其本身具有活泼的反应活性,在空气中和水中都极易被氧化,形成的氧化层附着在表面降低其反应活性。又由于零价铁本身具有较高磁性,使得零价铁颗粒易团聚为较大粒径的聚集体,在废水处理过程中难以良好分散、铺设不均,这些聚集体难以与废水表面完全接触,且比表面积显著小于单独颗粒,导致废水的处理效果难以提升。

目前已有通过海藻酸钙或者蒙脱土作为载体负载纳米零价铁制备零价铁废水处理材料的相关报道,但是由于负载方式的限制,制备得到的零价铁废水处理材料的吸附效果并不高,主要是由于负载后的纳米零价铁与载体表面附着力不高,或者出现团聚造成负载不均,使其吸附废水中重金属的能力下降,尤其是在对高盐、有机废水的处理过程中,纳米零价铁的活性下降显著,造成处理效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种纳米零价铁微凝胶复合材料及其制备方法和再生方法,该纳米零价铁微凝胶复合材料在处理重金属污染水体时不会引入新的金属离子,能够实现重金属污染物的有效脱除,在高盐废水中的铜离子脱除率达到95.0%,具有良好的抗盐度、抗水硬度性能,循环利用后仍然具有良好废水处理性能,具有良好的废水处理稳定性。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:纳米零价铁微凝胶复合材料,其特征在于,原料包括以下重量份的组分:丙烯酰胺70份~120份、壳聚糖10份~25份、阴离子乳化剂2份~3份、非离子乳化剂1份~2份、光引发剂1份~3份、防腐剂0.08份~0.1份、pH缓冲剂0.1份~0.2份、纳米零价铁3份~8份和分散剂1份~3份。

上述的一种纳米零价铁微凝胶复合材料,其特征在于,原料包括以下重量份的组分:丙烯酰胺80份、壳聚糖15份、阴离子乳化剂2份~3份、非离子乳化剂1.5份、光引发剂1.5份~2.2份、防腐剂0.1份、pH缓冲剂0.2份、纳米零价铁5份和分散剂2份。

上述的一种纳米零价铁微凝胶复合材料,其特征在于,所述壳聚糖的分子量为1×105Da~5×105Da,所述纳米零价铁的粒径为0.1μm~0.4μm。

上述的一种纳米零价铁微凝胶复合材料,其特征在于,所述阴离子乳化剂为铵盐类阴离子乳化剂;所述非离子乳化剂为单甘脂;所述光引发剂为过硫酸钾;所述防腐剂为苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸或山梨酸钾;所述pH缓冲剂为磷酸盐缓冲剂;所述分散剂为丙烯酸钠盐分散剂。

此外,本发明还提供一种制备上述纳米零价铁微凝胶复合材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:

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