[发明专利]一种去除工业废水中硝酸盐的吸附剂制备方法

说明书

一种去除工业废水中硝酸盐的吸附剂制备方法，包括如下步骤：将SiO₂介孔纳米材料在酸中浸泡，将SiO₂介孔纳米材料酸化水解；将壳聚糖溶解在去离子水或酸中，磁力搅拌；将酸化后的SiO₂加入壳聚糖溶液中，室温下搅拌，抽滤多余的壳聚糖溶液；将环氧氯丙烷加入壳聚糖功能化介孔二氧化硅纳米粒子中，加入KOH回流；逐滴加入N,N,N',N'‑四乙基‑1,3‑丙二胺和乙醇组成的溶液，搅拌；过滤后，用HCI交替洗涤得到的吸附剂，再用去离子水洗涤至中性pH，烘干，得到去除硝酸盐的吸附剂。本发明制备过程简单，且成本低，易回收循环使用，除硝酸根效率高。

技术领域

本发明涉及吸附剂制备方法的技术领域，尤其涉及制备去除工业废水中硝酸盐的吸附剂的技术领域。

背景技术

在世界各地，地表水和地下水中的硝酸盐污染是一个日益严重的问题，随着工农业的快速发展，产生了更多的“三废”，在渗入地下后，地下水中硝酸盐的浓度将显著增加。而且硝酸盐极易溶于水，并能很容易地通过土壤进入饮用水供应。高摄入量会导致腹痛、腹泻、呕吐、高血压、婴儿死亡率升高、中枢神经系统出生缺陷、糖尿病、自然流产、呼吸道感染和免疫系统改变。近年来，各种对废水中硝酸盐的去除已经采用了几种方法。可去除硝酸盐的方法有生物反硝化、催化还原、反渗透和电渗析以及离子交换。其中，生物反硝化利用微生物降解提供了一种将硝酸盐还原为氮的可能性，但水中受到细菌及其代谢物质的污染。催化还原工艺的优点是能快速去除水中的硝酸盐，但这个过程的缺点也是它的高资本。反渗透和电渗析因为它们相对昂贵，而且仅仅是将硝酸盐浓缩为废盐水。而离子交换技术由于其简单、有效、选择性、回收率和相对较低的成本，通常更适合于水去污和去除无机离子。

因此，基于离子交换技术的新型吸附剂的研究在实际应用中受到了全球的关注，各种吸附剂，包括碳基吸附剂、层状双氢氧化物、沸石、粘土、工业废物和农业废物，都被用于去除水中的硝酸盐。但工业废水中一些常见的竞争阴离子，如硫酸盐、碳酸氢盐和氯离子，广泛存在于废水中。 虽然无毒离子的浓度较低，但它们的存在会显著影响硝酸盐吸附在交换位点上的完成。 因此，在竞争阴离子存在下选择性吸收硝酸盐的研究对于更好地解决实际污染问题变得越来越必要。

发明内容

本发明目的是提供一种去除工业废水中硝酸盐的吸附剂制备方法，制备过程简单，且成本低，易回收循环使用，除硝酸根效率高。

为实现上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种去除工业废水中硝酸盐的吸附剂制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将2-10g SiO₂介孔纳米材料在50-200ml 2%-10%酸中浸泡5-12小时，将SiO₂介孔纳米材料酸化水解；

步骤2：将2-10 g壳聚糖溶解在100-200ml去离子水或 2%-10%酸中，磁力搅拌下搅拌2-6小时；

步骤3：将酸化后的SiO₂加入上述壳聚糖溶液中，室温下搅拌4-8小时，抽滤多余的壳寡糖溶液；

步骤4：将2-4 g环氧氯丙烷加入上述壳聚糖功能化介孔二氧化硅纳米粒子中，加入1-5%KOH 20-100ml ，60-100℃回流2-8小时；

步骤5：将上述步骤4得到的聚合物颗粒过滤出悬浮液；逐滴加入2-10g N,N,N',N'-四乙基-1,3-丙二胺和20-40g乙醇组成的溶液，在40-60℃下搅拌2-8h；

步骤6：反应完成后，过滤，用1.0 -3.0 M HCI交替洗涤得到的吸附剂，再用去离子水洗涤至中性pH，烘箱60-100℃干燥，得到去除硝酸盐的吸附剂。

优选的是，本发明的SiO₂ 介孔纳米材料为35-200目。

优选的是，本发明的酸为盐酸、醋酸、硫酸、草酸中的至少一种。