[发明专利]重金属废水吸附剂

说明书

本发明公开了重金属废水吸附剂，属于重金属废水处理技术领域，包括葡聚糖基吸附剂，葡聚糖基吸附剂通过在葡聚糖上接枝共聚有改性磁性Fe₃O₄纳米粒子获得，改性磁性Fe₃O₄纳米粒子采用乙烯基硅烷偶联剂改性获得，上述乙烯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂G570或采用L‑烯丙基甘氨酸和硅烷偶联剂KH560制得。本发明重金属废水吸附剂分子链中有大量的羟基，可通过静电作用和螯合作用很好地吸附重金属离子；同时，本发明重金属废水吸附剂具有超顺磁性，可以利用外加磁场的作用对其进行分离和回收，解决吸附剂的固液分离难题；此外，本发明重金属废水吸附剂具有循环使用性，对重金属离子的解析率较高。

技术领域

本发明属于重金属废水处理技术领域，具体涉及重金属废水吸附剂。

背景技术

水是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一，然而随着工农业生产及经济的迅猛发展，大量含污染物的废水未经处理被排放到环境中，导致水污染情况日益严重，使水资源短缺状况进一步加剧，严重威胁生态安全。在众多水污染中重金属污染占了相当大的比例，由于重金属不能被降解，具有富集性，可通过食物链转移到动物或人体内，引发生物中毒，被定为第一类污染物。面对日益严重的重金属污染，严重威胁到我国的可持续发展，对重金属废水的治理迫在眉睫。经过多年的发展，己形成多种重金属处理技术，主要包括有氧化还原法、化学沉淀法、离子交换法、萃取法、化学氧化法、絮凝沉淀法和膜过滤法等处理技术，但是这些处理技术存在操作过程复杂、运行成本高以及会造成二次污染等缺点。吸附分离法是近年来研究与应用最为活跃的除去污水中有毒污染物的处理方法。吸附剂材料的吸附分离作用是利用多孔性的固体化合物通过物理或化学方法有效地从多项复杂体系中把某一种或数种组分进行分离和富集。吸附法在污水处理方面有以下的特点：1)可对经化学沉淀法处理后的含极低浓度污染物的废水进行深度处理；2)许多吸附剂都可通过酸洗、盐洗等解吸手段实现吸附剂的重复利用；3)所用吸附剂的品种多样，即可满足不同应用环境的要求；4)二次污染小。通常可用于水处理的吸附剂有炭类吸附剂、生物类吸附剂、矿物类、硅胶和高分子吸附剂等。为了保护生态环境和减轻污水带来的危害，开发性能更好以及种类更多的吸附剂材料为人们目前该重视的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效地吸附重金属离子且在水溶液中具有较好的磁响应性重金属废水吸附剂。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

重金属废水吸附剂，包括葡聚糖基吸附剂，葡聚糖基吸附剂通过在葡聚糖上接枝共聚有改性磁性Fe₃O₄纳米粒子获得，改性磁性Fe₃O₄纳米粒子采用乙烯基硅烷偶联剂改性获得。

本发明重金属废水吸附剂分子链中有大量的羟基，可通过静电作用和螯合作用很好地吸附重金属离子，从而达到分离和富集污水中的重金属离子的目的；同时，本发明重金属废水吸附剂具有超顺磁性，在水溶液中具有较好的磁响应性，可以利用外加磁场的作用对其进行分离和回收，解决吸附剂的固液分离难题；此外，本发明重金属废水吸附剂具有循环使用性，对重金属离子的解析率较高。

优选地，乙烯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂G570。

优选地，乙烯基硅烷偶联剂采用L-烯丙基甘氨酸和硅烷偶联剂KH560制得。该乙烯基硅烷偶联剂还能够为重金属废水吸附剂提供大量羧基，能进一步提高重金属废水吸附剂对重金属离子的吸附效果。

更优选地，乙烯基硅烷偶联剂通过如下方法制得：将L-烯丙基甘氨酸和硅烷偶联剂KH560中加入无水乙醇，在氮气保护下100-150℃油浴反应4-8h，减压蒸馏，收集目标馏分，干燥，得乙烯基硅烷偶联剂。

优选地，葡聚糖基吸附剂对Cd(II)、Cu(II)、Pb(II)离子的最大吸附容量分别至少为60mg/g、50mg/g和40mg/g。