[发明专利]一种用于污水中重金属离子处理的纳米材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于污水中重金属离子处理的纳米材料及其制备方法，先以异丙醇钛、硼酸、无水乙醇、磷酸二氢钠、坡缕石粉和水为原料，高温反应，然后加入γ‑巯丙基三甲氧基硅烷、γ‑氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，进行保温改性处理，接着加入玉米秸秆超细粉，接入产朊假丝酵母菌种子液，同时均匀撒入还原型谷胱甘肽，发酵，后处理，获得一种纳米材料，在较短时间可实现对多种重金属离子的吸附，高效去除污水中重金属离子。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种用于污水中重金属离子处理的纳米材料及其制备方法。

背景技术

随着采矿、电镀、冶金、制药、化工、印染、造纸等工业生产活动的高速发展，大量的工业污水排入水体中，人们赖以生存的水域环境受到严重的污染。重金属废水中的重金属离子通过地下水循环和土壤迁移，造成人类饮用水和食物的污染，严重危害人类的生存环境和生命安全。重金属在自然界中一般不易消失，不能分解破坏，只能转变其物化形态和转移其存在位置，比如被水中悬浮颗粒所吸附而沉淀于水底的沉积层中，长期污染水体。当重金属被生物体吸附时，除了以单个离子的形式存在，还可能与生物体内的蛋白质、氨基酸、脂肪酸、羧酸以及磷酸等结合，形成有机酸盐、无机酸盐和螯合物，重金属随着与生物体的结合对生物体产生毒害作用。倘若重金属污染处理不妥，就会很容易造成砷污染、镉污染、铅污染等对生态环境影响重大的重金属污染事故。

目前常用的重金属废水处理方法包括：中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体法、吸附法和离子交换法等，这些处理方法在一定程度上各自具备有优点，但也不同程度存在不足。比如目前应用最广泛的中和沉淀法，其使用氢氧化钠、氢氧化钙等进行水处理，其生产过程本身就会对环境造成污染，而且在治理重金属离子废水时所产生的含重金属的沉降物不稳定，容易溶解造成二次污染。

吸附法由于具有吸附材料来源广泛，吸附容量大，吸附速度快，去除效率高，操作简便，可重复再生回收利用等优点而受到人们的普遍关注。但是目前市售的吸附剂稳定性不好，且吸附量不足，应用于重金属废液处理时用量大，治理成本较高。

专利CN105692771B公开了一种重金属污水处理材料，利用盐酸改性海泡石、吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺、沸石粉、改性凹凸棒土、纤维素黄原酸酯、甲壳胺、交联羧甲基淀粉、羟丙基纤维素接枝共聚物、硫酸铁、石灰粉、活性炭粉等作为原料制成，简单堆砌了一些现有的多孔材料，协同作用有限，最大吸附量有限，且处理耗时较长。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种用于污水中重金属离子处理的纳米材料及其制备方法，在较短时间可实现对多种重金属离子的吸附，高效去除污水中重金属离子。

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

一种用于污水中重金属离子处理的纳米材料的制备方法，以重量份计，具体步骤如下：

（1）先以1份异丙醇钛、5～8份硼酸、50～80份无水乙醇、6～8份磷酸二氢钠、8～10份坡缕石粉和20～25份水为原料，170～180℃密闭反应8～10小时，自然冷却至70～80℃；

（2）然后加入3～5份γ-巯丙基三甲氧基硅烷、4～6份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，保温改性处理，自然冷却至室温（25℃），得到反应液；

（3）接着向反应液中加入12～15份玉米秸秆超细粉，超声波振荡均匀得到混合物料，接入产朊假丝酵母菌种子液，同时均匀撒入0.05～0.1份还原型谷胱甘肽，32～35℃发酵20～30分钟，真空冷冻干燥，球磨，即得。

优选的，步骤（1）中，各原料的混合方法如下：按照配方量，先将异丙醇钛和硼酸加入无水乙醇中，搅拌至完全溶解，再加入磷酸二氢钠、坡缕石粉和水，超声波振荡均匀即可。

优选的，步骤（2）中，保温改性处理时间为8～10小时。