[发明专利]一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法

权利要求书

1.一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，是将褐煤经氧化氨解反应处理后，提取褐煤腐植酸，然后以亚硫酸钠为磺化剂对褐煤腐植酸进行磺化处理，之后以丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸为原料，采用水溶液聚合法合成了褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂，经干燥粉碎后与磁性三氧化四铁混合造粒，即得。

2.根据权利要求书1所述的磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：

（1）褐煤的氧化氨解反应：

将褐煤粉碎过60目筛，之后分别用自来水、去离子水漂洗杂质2-3次，之后将其置于气固液三相反应装置中，加入10%浓氨水和水，开动搅拌，升温至90-130℃后通入氧气，维持氧压在0.2-0.5MPa，在700-900r/min转速条件下，反应2-4小时，反应后经过滤、烘干获得氮改性褐煤；

（2）褐煤腐植酸的提取：

称取步骤（1）经处理后的褐煤样品，按1/10的比例加入质量分数1.5%的氢氧化钠溶液，在40-60℃恒温水浴中磁力搅拌0.5-2小时，之后以3500-4500r/min的转速离心分离，收集滤液，然后用去离子水洗涤残渣2-3次，合并上述滤液，滤液用盐酸调节pH至棕黑色沉淀析出，用布氏漏斗抽滤，用去离子水洗涤沉淀2-3次，滤饼于50-65℃鼓风机中干燥；

（3）磺化处理：

按固液比1：15，使用质量分数1.5%的氢氧化钠溶液将步骤（2）提取的褐煤腐植酸溶解，得到腐植酸钠溶液，在45-55℃条件下，按照磺化剂固液比1:10向上述溶液中加入亚硫酸钠，反应1-2小时，得到褐煤磺化腐植酸钠溶液；

（4）聚合反应制备高吸水树脂：

称取丙烯酰胺、交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺投入反应瓶中，调节pH至中性，在冰水浴条件下加入少量去离子水搅拌溶解，加入上述褐煤磺化腐植酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在0-5℃条件下缓慢加入丙烯酸，将引发剂过硫酸钾用去离子水溶解后加入到上述反应液中，通入N₂，在温度35-45℃下磁力搅拌15-28分钟，之后开始升温75-85℃，直至生成胶团状物质无法搅拌时停止反应，制得褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂；

（5）合成四氧化三铁：

取0.1mol/L的FeSO₄与适量碘单质按摩尔比1：2-3混合均匀，70-120℃预热，加入2mol/L的氨水，于70-120℃反应20-60分钟，生成黑色纳米磁响应四氧化三铁，将产物用磁铁分离，去离子水洗涤，反复若干次，去除杂质，备用；

（6）将上述高吸水树脂干燥、粉碎，与上述四氧化三铁混合均匀，加水充分搅拌，将混合料加入在造粒机中，制成颗粒状，置于干燥装置中充分干燥，即得到磁性可回收的土壤重金属吸附剂。

3.根据权利要求书1、2所述的一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸的质量比为2-3:1:1-2。

4.根据权利要求书2所述的一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的引发剂过硫酸钾的用量为单位总质量的1-3%。

5.根据权利要求书2所述的一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺的用量为为单位总质量的2-5%。