[发明专利]一种去除水中碘离子的复合吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种去除水中碘离子的复合吸附材料及其制备方法，具体涉及含碘离子污水的处理，属于环境保护中污水净化处理领域。

背景技术

碘是制造无机或者有机碘化物的基本原料，是动物和人体必需的一种微量元素，在医药、农业、染料、冶金、食品、合成橡胶、国防及尖端技术等方面有广泛的用途。碘，作为合成甲状腺激素的主要原料，具有重要的生理功能，特别是对大脑的发育起着重要作用。碘对动物机体的作用是双重的。人体缺碘会发生一系列碘缺乏病，胎儿生长期缺碘造成人脑发育障碍，可导致呆小症；成人缺碘会引起甲状腺肿大。摄入适量的碘对维持人体健康极其重要，食用富含碘的蔬菜能有效对人体补碘。而一旦碘过量，会使甲状腺释放受阻，造成甲状腺损伤。因此，设法降低高碘地区水体中的碘离子含量是很有必要的。

目前，对水中的碘离子的处理方法主要有离子交换树脂法、碘化铜法、吹出法和活性炭吸附法，其中采用离子交换树脂在内的各种特异性吸附法是从天然水中提碘的主要途径之一。离子交换树脂法适于从低浓度的原料液中提碘，而且吸附剂的选择性强，但是吸附剂容易受到原料中原料液中其他杂质干扰，过程较为繁琐。碘化铜法则工艺相对复杂，回收效率不高。吹出法收率较高，操作简单，但对碘的含量要求较严格，而且设备费用高，能源动力消耗大，因此只适合大规模生产。活性炭吸附法工艺过程相对简单，并且可以重复利用，但是活性炭的价格相对较高，成本投入大，并且吸附量有限、易粉化。改善传统的处理水中碘离子的技术，才能真正改善我国目前的碘离子现状。

聚乙烯醇具有特异性吸碘的能力，在适宜条件下可吸附碘达7.3％。尼龙微囊具有良好的机械性能和半渗透性。负载聚乙烯醇的尼龙微囊对碘离子有优异的选择性吸附性能。

碘离子被吸附时主要靠化学反应和静电作用，纳米级氧化铝负载到含聚乙烯醇的尼尼微囊上，可备备出对碘离子产生特效化学吸附的吸附剂。

本发明利用纳米级氧化铝-尼龙微囊，提供了一种深度处理水中碘离子的新思路，操作简单、对碘的吸附效率高，速度快，又不会引入新的杂质，具有广阔的发展前景。

发明内容

本发明针对活性炭吸附法成本大、吸附量有限、易粉化等缺点，提供了一种去除水中碘离子的复合吸附材料及其制备方法。本发明具有吸附效率高、周期短、工艺简单、易控制、可大规模应用于生产等特点。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

(1)首先取硫酸铝溶液30～50ml，向其中加入氢氧化钠溶液25～35ml，搅拌1～2h，使二者充分反应；

(2)然后过滤出沉淀，用去离子水反复冲洗2～3次，在100～120℃条件下高温煅烧，即制得纳米级氧化铝；

(3)最后取上述纳米级氧化铝20～30g，与权利要求2中制得的改性尼龙微囊混合放置于容器中，向其中加入5～10ml蒸馏水，在50℃条件下恒温加热并搅拌，取出，用去离子水反复冲洗3～5次，即可制得氧化铝-尼龙微囊复合吸附材料。

所述的尼龙微囊的改性方法为：

(1)取孔径为200～300微米的尼龙微囊15～25g，先用去离子水反复冲洗2～4次，然后在50ml的物质量浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡30～60min，接着在90～105℃下烘干；

(2)取上述烘干后的尼龙微囊5～15g，放置于40～60ml醇解度为88.0±10％的聚乙烯醇溶液中，置于恒温摇床中，在温度为60～70℃，转速为150r/min的条件下，充分震荡接触3h后再静置2h；

(3)最后用去离子水反复冲洗3～5次，取出，在100℃下烘干，即完成了对尼龙微囊的改性。

所述的尼龙即聚酰胺纤维，尼龙微囊，即为用尼龙材料制成囊膜壁壳。

本发明方法的原理是：经聚乙烯醇醇解改性后的尼龙微囊对碘离子有优异的选择性吸附性能，当水中碘离子被吸附在含有聚乙烯醇的尼龙微囊上时，尼龙微囊的半渗透性使得被吸附的碘离子无法轻易解吸，纳米级氧化铝的负载，更加增强了吸附材料对碘离子的吸附能力。因此，可以有效处理水体中的碘离子，且不会对处理水体造成负面影响。

本发明方法具体应用方法为：取复合吸附材料20g，投放到体积为300mL、碘离子浓度为50mg/L污水中，调节pH为7.0～8.0，静态吸附1～2h后，再测得污水中碘离子浓度在1mg/L以下，达到地表水环境质量二级标准。吸附完成后，复合吸附材料经碱浸酸洗后可以重新利用。

本发明方法的有益效果是：