[发明专利]一种超分子聚合物磁性重金属吸附剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种超分子聚合物磁性重金属吸附剂及其制备方法，包括以下步骤：S1、将三聚硫氰酸和纳米Fe₃O₄固体粉末加入蒸馏水中，超声处理，得到悬浮溶液；S2、将三聚氰胺加入到S1中得到的悬浮溶液中，搅拌均匀，然后于80～110℃水热反应2～4h，反应结束后，自然冷却至室温，然后离心、洗涤、干燥，即得到超分子聚合物磁性重金属吸附剂。本发明还公开了上述重金属吸附剂在废水中吸附重金属离子领域上的应用。本发明制备的超分子聚合物磁性重金属吸附剂因含有大量氨基、巯基对重金属离子吸附容量大，且因具有超磁性而易于分离。

技术领域

本发明属于重金属吸附剂制备技术领域，具体涉及一种超分子聚合物磁性重金属吸附剂、制备方法及其应用。

背景技术

随着工业化的快速发展，重金属污染成为危害人体健康和生态系统的重要因素。因此，全球水处理行业对于废水中重金属的有效去除问题都非常重视。在各类处理技术中，吸附技术因操作简易、具有可回收性、不产生大量二次污染物而被广泛采用。吸附剂在吸附处理技术中占据核心地位，已有的吸附剂，如活性炭、硅藻土、功能化氧化硅、碳纳米管、金属氧化物等，或存在分离难、吸附量小，或存在选择性差、再生困难等不足，制约了吸附技术的实际应用。因此，对于重金属治理而言，制造新型多功能吸附剂的任务尤显重要。

含有氮、硫、氧元素的氨基、巯基、羟基和羧基等，因为原子核外电子轨道中有孤对电子，被称为路易斯碱；而重金属离子(称之为路易斯酸)因含有空轨道，易与氨基、巯基、羟基和羧基等中的氮、硫、氧等元素的共用孤对电子，形成络合物被去除。因此，富含氮、硫、氧元素的物质，作为构建新型重金属吸附剂的关键模块，受到广泛关注，例如典型的含氨基、巯基的有机物2，4，6-三巯基-1，3，5-均三嗪，1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺等。但因上述纯物质吸附重金属后很难与水分离，导致在实际应用中受到较大限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超分子聚合物磁性重金属吸附剂、制备方法及其应用。

本发明的第一个目的是提供一种超分子聚合物磁性重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将三聚硫氰酸(2，4，6-三巯基-1，3，5-均三嗪)和纳米Fe₃O₄固体粉末加入蒸馏水中，超声处理，得到悬浮溶液；

S2、将三聚氰胺(1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺)加入到S1中得到的悬浮溶液中，搅拌均匀，然后于80～110℃水热反应2～4h，反应结束后，自然冷却至室温，然后离心、洗涤、干燥，即得到超分子聚合物磁性重金属吸附剂，其中，1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺与S1中使用的2，4，6-三巯基-1，3，5-均三嗪的摩尔比为0.8～2.2:1。

优选的，步骤S1中，所述2，4，6-三巯基-1，3，5-均三嗪与纳米Fe₃O₄固体粉末的质量比为1:0.2～0.8。

优选的，步骤S2中，所述1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺与S1中使用的2，4，6-三巯基-1，3，5-均三嗪的摩尔比为1:1。

优选的，步骤S2中，所述水热反应的温度和时间分别为100℃和2h。

本发明的第二个目的是提供一种上述制备方法制备得到的超分子聚合物磁性重金属吸附剂。

本发明的第三个目的是提供一种上述超分子聚合物磁性重金属吸附剂在吸附废水中重金属离子领域上的应用。

优选的，所述重金属离子为Pb²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺或Cd²⁺。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：