[发明专利]一种用于含重金属污水处理中的吸附剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种重金属污水处理中使用的吸附材料，具体地提供了一种用于含重金属污水处理中的吸附剂及其制备方法，以稻壳粉以基体，经过4‑乙烯基苯甲酸和N‑叔丁基丙烯酰胺接枝改性后，大幅度提高了稻壳粉对重金属离子的吸附效果，同时还以改性稻壳粉为主原料，结合聚丙烯酰胺、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、碳纳米管、相容剂、偶联剂以及发泡剂，制备了一种由多组分组成的含重金属污水处理中的吸附剂，其属于一种发泡型的多孔吸附剂，对于污水中的重金属离子具有更好的吸附性能，同时其回收成本低，工艺简单，易操作。

技术领域

本发明涉及重金属污水处理领域，具体涉及一种用于含重金属污水处理中的吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着现代化工业的快速发展，现代化工业中存在大量的重金属废水，每天新增重金属污水的数量巨大，通常机械制造业、化工、仪表、半导体、电子等行业均会排出含有重金属的废水，其中废水中的重金属主要为铜、锌、镉、镍、汞等。重金属离子在水中即便浓度较低，依然对水资源也能够产生较大的影响，若动物不慎引入重金属离子废水，重金属会在动物体内聚集，无法通过新陈代谢进行排出，进而若相应动物，例如鱼、虾、螃蟹、牛、羊等被人类食用，则重金属会在人体内富集，造成不同较为严重的疾病。

不同于污水中的有机油类，这类重金属离子是一种不具备生物降解性的物质，其处理方法也无法采用降解法对其进行处理，工业中通常采用的方法包括化学沉淀法和离子交换法，处理后的重金属浓度低于排放标准即可排放。例如，公告号CN106011473B的中国专利申请公开了一种利用重金属废水制备铜镍合金的方法，该制备方法通过用新型高效水处理剂处理铜镍混合废水，经压滤、烘干，制得铜镍金属层状化合物，铜镍金属层状化合物再经压片和烧结制备铜镍合金成品。本发明的优点在于：本发明利用重金属废水制备铜镍合金的方法，通过将废水中的铜离子和镍离子转化为铜镍金属层状化合物，然后经压片和烧结制备得到铜镍合金。采用上述工艺所直接制备的铜镍合金性能不佳，最终导致后续进一步加工工艺成本上升。

对于吸附法而言，同样被认为属于一种较为实用，且简单无污染的解决方法之一。但重金属离子与污水中的大分子油类不同，其分子较小，仅仅通过物理吸附无法有效降低重金属离子的浓度，例如活性炭，虽然其具有良好的吸附性能，但对于重金属离子而言，其吸附效率偏低，使用成本高。生物吸附法由于其对重金属离子优异的吸附效率，低成本，通过引入羧基、羟基、酰胺基等功能性基团，大大提高了吸附材料对重金属离子的吸附作用，因而在重金属污水处理中采用功能化的吸附材料对重金属离子进行吸附处理成为一种极具潜力的方法。

为了进一步改善吸附材料对重金属离子的吸附作用，同时减低重金属离子污水的处理成本，本发明采用稻壳粉为基体，制备了一种用于含重金属污水处理中的吸附剂，取得了良好的吸附效果。

发明内容

本发明提供了一种用于含重金属污水处理中的吸附剂及其制备方法，本发明以稻壳粉以基体，经过4-乙烯基苯甲酸和N-叔丁基丙烯酰胺接枝改性后，制备了一种功能化的改性稻壳粉。具体技术方案如下：

一种用于含重金属污水处理中的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂包括改性稻壳粉。

所述改性稻壳粉的制备方法包括以下步骤：

（1）、将稻壳粉真空干燥，用去离子水清洗，清洗完成后将其置于氢氧化钠水溶液中，搅拌并升高温度至60-80℃，保持2-3小时之后自然降至室温，停止搅拌并水洗至中性，过滤并干燥，得到预处理的稻壳粉；

（2）、以重量份计，将20-35份步骤（1）中所述预处理的稻壳粉为基体，添加3-5份4-乙烯基苯甲酸和30-50份N-叔丁基丙烯酰胺为改性单体，同时加入1-2份交联剂、1-2份引发剂和3-5份分散剂，通过悬浮聚合法将4-乙烯基苯甲酸和N-叔丁基丙烯酰胺接枝到所述基体上，从而制备得到改性稻壳粉。

所述氢氧化钠水溶液的质量百分浓度为3-5wt%。