[发明专利]基于环氧和氨基交联的吸附材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于环氧和氨基交联的吸附材料及其制备方法，该制备方法具体包括以下步骤：步骤1，将乙二胺与丙烯酸甲酯溶解于甲醇后，逐步升温制成超支化聚酰胺胺；步骤2，将超支化聚酰胺胺溶解于甲醇；步骤3，加入环氧氯丙烷反应获得淡黄色固体产物；步骤4，碱处理该淡黄色固体；步骤5，将淡黄色产物水洗至中性获得重金属离子吸附材料；本发明制备吸附材料的过程简单、易操作，制备的吸附材料对重金属离子的吸附效果和重复利用性能较好。

技术领域

本发明属于重金属污染废水治理技术领域，特别是涉及一种基于环氧和氨基交联的吸附材料及其制备方法。

背景技术

日益严重的水污染问题已经严重影响到国内80％的河流和90％以上的城市用水，然而城市污水的处理率仅为45％左右，难以满足城市用水的需求，重金属及其化合物在水体中迁移变化时仅发生形态变化，并不会降解；随着工农业的快速发展，重金属污染水体的情况日益严重，重金属在动植物体及人体内富集、污染环境，对生物体具有长期的毒害作用，因此如何有效防治重金属污染成为人类共同面临的难题。

目前处理重金属污染工业废水的方法有离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、生物化学法及吸附法等；离子交换法是借助离子交换剂分离废水中的重金属离子，操作过程相对简单且无二次污染，但是离子交换剂的成本较高，再生消耗量大；化学沉淀法是运用沉淀剂，使重金属离子以氢氧化物、硫化物、碳酸盐等形式从废水中分离出来，化学沉淀法适用性强、应用广泛，但是通常工业废水的出水浓度达不到沉淀要求，且处理过程中产生大量沉淀、形成二次污染物；膜分离法利用电渗析、反渗透、超滤等技术，操作过程简单，无二次污染，但膜组件价格昂贵、容易被污染，对废水的预处理要求严格，浓缩液使用量大，二次处理困难；生物吸附法和生物絮凝法的去除率较高，不会产生二次污染，发展前景广阔，但处理量较小难以满足工业需求；吸附法是利用吸附剂的活性表面吸附、结合重金属离子，从而除去废水中的重金属离子，吸附法具有选择吸附性好、吸附容量大等优点，但是大多数吸附剂重复利用性能差，目前常用的吸附剂是活性炭，但是活性炭的再生费用高、选择性低等，使活性炭的应用受到很大的限制，因此研发经济、高效、具有优良重复利用性能的吸附剂相当有必要。

超支化聚酰胺胺(H-PAMAM)由重复支化单元相互连接，分子表面覆盖有大量端氨基，端氨基能与重金属离子发生螯合作用，此外三维立体结构中的大空腔以及每个支化单元分支点处形成的小空腔对重金属离子起到很好的包覆作用，利用含多胺活性官能团的树枝状聚合物与环氧氯丙烷中的环氧官能团发生化学反应，得到含有多胺基团的环氧氯丙烷改性超支化聚酰胺胺(E-H-PAMAM)，这类吸附材料对重金属离子具有优良的吸附性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于环氧和氨基交联的吸附材料的制备方法，该制备过程简单，反应条件易控制。

本发明的目的还在于提供一种基于环氧和氨基交联的吸附材料，该新型吸附材料对废水中重金属离子的吸附效果良好，且重复利用时吸附效果仍然很好，吸附材料的经济效益好。

本发明所采用的技术方案是，基于环氧和氨基交联的吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将乙二胺和丙烯酸甲酯按照质量比1：(1～3)溶解于甲醇中，逐步升温制得超支化聚酰胺胺，甲醇的质量为乙二胺与丙烯酸甲酯质量之和的二倍；

步骤2，使用超声波将超支化聚酰胺胺分散于甲醇中配成混合溶液；

步骤3，在混合溶液中加入环氧氯丙烷置于培养皿中，在25℃～150℃下反应2h～24h得到淡黄色固态产物，超支化聚酰胺胺与环氧氯丙烷的质量比为1：(0.5～2.5)；

步骤4，将淡黄色固态产物剪成小块置于质量百分数为5％的氢氧化钠中，在50℃下碱处理2h；

步骤5，使用蒸馏水将碱处理后的产物洗至中性，95℃烘箱中干燥10h，制得重金属离子吸附材料。