[发明专利]一种两性自上浮吸附剂、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种两性自上浮吸附剂、制备方法和应用。所述两性自上浮吸附剂的制备方法包括以下步骤：首先用0.5～1mol/L的氢氧化钠溶液将空心玻璃微珠在温度为70℃～90℃的恒温水浴中预处理，接着将预处理后的空心玻璃微珠与硅烷偶联剂KH550反应，然后将进一步处理后的空心玻璃微珠在过硫酸钾活化的基础上，先后与间苯二胺和烯丙基磺酸钠此两种高分子有机物单体在40℃～60℃条件下，分别接触反应6h和4h，最后经的温度下干燥24h得到两性自上浮吸附剂。本发明制备的两性自上浮吸附剂对阳离子和阴离子染料都具有良好吸附能力，吸附剂稳定的中空结构使其具备上浮于水面的特点，可实现高效表面固液分离，有利于后续回收利用等过程。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域。

背景技术

染料废水造成的污染已经引起了人们的关注，印染废水对环境具有严重的危害，为净化污染水，各种方法包括吸附、降水、离子交换、反渗透和膜技术已得以开发。在这些方法中，吸附由于其易于操作和相对低的成本被认为是有效且经济的方法，吸附法是目前应用最广泛的方法之一。然而目前吸附法在吸附剂的分离与回收利用上存在困难，在某种程度上增加了运行成本。

水处理领域中，为高效去除污染物，常将污染物利用处理剂富集后从水体中分离，处理剂的选择是水处理工艺中的重点。长久以来，相关研究一直关注的是处理剂对于污染物的去除能力，相对忽视了处理剂在应用之后的分离性能，故而一直到今天，大部分工艺仍然采用沉淀法进行分离，该方法简单易行，但分离效率相对较低且成本较高。

当前，现有的处理剂难以实现回收复用，经济效益低。最常用的污泥法进行沉淀，其沉降性能是工艺处理效果的重要影响因素，但组成污泥的微生物在生长过程中极易受环境影响，从而使污泥的沉降性能处于不稳定的波动中。除此之外大多水处理剂在工作中沉于水底，对工艺流程池底的清洗一直是水处理行业的难题。为处理位于池底的处理剂，引入了以下几类方法：上浮分离法是非常有效的分离方法，其中比较有代表性的是汽浮法，汽浮法是当前用于分离的比较有效的方法，通过产生气泡与废水中的固液体构成三相混合物达到上浮的目的，然后在水面利用简单的挂渣设备进行分离。但此法耗能比较大，经济效益不高，并且只能用于去除废水中难溶解的悬浮物，对于溶解性污染物无法处理。

空心玻璃微珠具有质轻、低导热、无毒、不燃、化学稳定性好、高分散等优点。这些优点特别是能够在模塑完成的成品中体现出来，最终产品重量轻、容易安装，并且特别适合制作要求有浮力的制品。空心玻璃微珠可以应用在很多材料领域中以提高或改善材料的耐水性、抗压强度、收缩率和冲击强度等。利用空心玻璃微珠作为载体，可以制作出性能优良的浮性材料。然而空心玻璃微珠目前还未应用于水处理领域。如果能利用其制成水处理剂，在保持良好上浮性能的同时也能拥有优异的处理能力，那么该处理剂将会给水处理行业带来一定的参考意义。

目前许多通过接枝有机物处理染料的吸附剂仅接枝单性有机物，只能处理阴离子染料或阳离子染料，应用更广的能够同时处理阴阳离子染料的吸附剂亟待研究。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题就是提供一种两性自上浮吸附剂，该吸附剂能够有效处理溶解性污染物，并对阴离子和阳离子染料都具有良好吸附能力，且处理后富集了污染物的吸附剂能够自行上浮，从而实现吸附剂与水体的快速分离。本发明还提供一种两性自上浮吸附剂的制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种两性自上浮吸附剂，包括空心玻璃微珠和硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂接枝在所述空心玻璃微珠的外表面，且空心玻璃微珠与硅烷偶联剂的质量比为

进一步，所述硅烷偶联剂为对染料有特异性的硅烷偶联剂。所述对染料有特异性的硅烷偶联剂是指能与染料本身的阴离子基团和阳离子基团相互作用从而吸附该染料的硅烷偶联剂。

进一步，所述硅烷偶联剂为KH550。