[发明专利]一种由双酚A与三聚氰胺缩聚的富氮多孔材料的制备方法及其吸附水中重金属离子的应用

说明书

本发明涉及一种由双酚A与三聚氰胺缩聚的富氮多孔材料的制备方法及其吸附水中重金属离子的应用，将对双酚A与三聚氰胺在碱性溶液中共聚，生成灰白色多孔材料PBPAM，使用该多孔材料吸附污水中的重金属离子，达到净化污水的目的。本发明提供一种高效的重金属离子吸附材料PBPAM,该有机多孔材料能够吸附污水中重金属离子，多孔材料可重复使用，极大节约成本，减少废水排放，产生经济和环保效益。

技术领域

本发明涉及一种新型多孔材料的制备方法及其污水处理中的应用，具体涉及一种由双酚A与三聚氰胺缩聚而成的富氮多孔材料的制备方法及其使用该多孔材料吸附重金属离子，去除污水中重金属离子的应用。

背景技术

重金属是指原子质量在63.5和200.6之间或者密度在4.0或5.0以上的金属元素。它主要包括对生物具有显著毒性的重金属，如铬、汞、锌、铅等，以及微毒性重金属，如铜、锌、钴、镉等造成的环境污染。另外，硒、砷虽然是非金属，但它的化学性质以及毒性与重金属相似，所以也被列入了重金属污染物范围内。

重金属污染具有类型多样、不易降解、迁移性差、不可逆性和长期性等特点。重金属在进入环境后，其化学性质是相对稳定的。然后，大量重金属进入环境后就会不断富集。随着环境中重金属浓度的增加，重金属的毒性日益明显，从而影响环境中的生物特性以及微生物群落的结构，最终会破坏环境中生态结构和功能的稳定性。

目前治理重金属污染的常见方法和技术主要有：电化学法、沉淀法、离子交换法、膜分离技术、吸附法等。这些技术和方法都有其各自的应用特点。

电化学方法是处理废水中的重金属离子的常见方法之一。电化学主要利用电解原理，使重金属离子在废水中的两电极上分别发生氧化还原反应，使重金属富集在电极上以达到回收重金属的目的。目前，电化学方法处理废水已经被广泛地应用到实际生产中。

化学沉淀法是较为传统的一种水处理方法。根据沉淀类型的差别，主要分为中和沉淀法、硫化物沉淀法和铁氧体法。其原理主要是通过投入碱、硫化物或铁盐，和废水内部的金属阳离子作用形成氢氧化物沉淀、硫化物沉淀或复合铁氧体，再进行固液分离操作，从而达到去除重金属离子的效果。

离子交换法处理重金属离子主要是采用离子交换树脂，与废水中的金属离子进行交换的一种分离方法。最常见的阳离子交换剂是强酸性树脂的磺酸基(-SO₃H)和弱酸树脂的羧酸基团(-COOH)。在含磺酸基获羧酸基的树脂上的氢离子可以与金属阳离子进行交换，这样溶液中的金属离子就被交换。离子交换法的主要优点有：合成方法简单、性能稳定、交换容量大、可再生、可重复性好。但是，离子交换树脂对同种电荷离子或物化性质相似的离子的选择性差、再生困难。

膜分离技术是处理重金属离子的一种新的方法。它主要是使用选择透过性膜，在一定的外推动力作用下使溶液中的溶质和溶质分离，以达到提纯、浓缩和净化的目的。

吸附法是当前公认的处理废水中重金属最为经济有效的方法。吸附法不仅操作简单、设计灵活，而且吸附的过程往往是可逆的，可以在废水处理后利用合适的试剂对材料进行解析重复使用。在吸附法中，吸附剂的选择是最重要的环节。吸附剂的性质直接影响重金属离子的分离和富集。目前一般吸附剂通常有如下特点：适当的孔结构、较大的比表面积和合适的表面结构、对吸附质有较强的吸附能力、通常不与吸附质或介质发生化学反应、制造简单、可通过解析后再生等。