[发明专利]一种赤泥/聚吡咯复合吸附材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种赤泥/聚吡咯复合吸附材料的制备方法及应用，在锥形瓶中依次加入超纯水、吡咯单体和赤泥，并将锥形瓶置于磁力搅拌器上进行搅拌混合后在锥形瓶中加入无水氯化铁粉末继续搅拌反应，橙色混合液逐渐变为黑色悬浊液，将黑色悬浊液进行抽滤得到黑色滤饼，用超纯水和甲醇洗涤至去除掉其上未反应的氯化铁及吡咯单体，并置于烘箱中干燥，研磨、过筛，即得赤泥/聚吡咯复合吸附材料。本发明利用拜耳法制铝工业废渣赤泥作为主体吸附材料通过聚吡咯对其进行改性制备赤泥/聚吡咯复合吸附材料，稳定性好，廉价高效，可实现对水及废水中磷和微量有机物双氯芬酸的同步去除。

技术领域

本发明涉及再生水深度处理方法，尤其涉及一种赤泥/聚吡咯复合吸附材料的制备方法及应用。

背景技术

城市污水再生利用是控制水污染、解决水资源短缺、实施污水资源化、保护水环境的重要发展战略。而城市污水厂二级处理出水虽然水质已得到较大改善，但若作为再生水直接回收利用在很多方面仍不能达到相应的再生水指标，需进一步处理，因此优化再生水处理工艺，提高再生水安全性具有重要意义。

赤泥是一种制铝工业废渣，因其含有大量氧化铁而呈红色，故称为赤泥，大约每生产1吨氧化铝要排放1.0-1.8吨赤泥。由于制铝工业的快速发展，赤泥产量巨大，已成为日益严重的环境污染问题，如何对其进行资源化利用成为人们日趋关注的焦点，国内外已有研究者利用铁盐、盐酸、双氧水、盐卤、热处理等对赤泥进行改性吸附水中磷、金属离子等污染物，取得了良好效果。但目前国内外研究中多针对单一无机污染物进行赤泥的吸附性能研究，然而在实际再生水处理中，有机、无机污染物是复合存在的，因此本发明引入导电聚合物聚吡咯对赤泥进行负载改性。聚吡咯是一种新型功能材料，具备良好的导电性能。近年来有国内外研究人员将吡咯聚合负载在某种吸附材料上用以提高吸附剂吸附性能，研究显示对导电聚合物聚吡咯掺杂大的不易移动的阴离子(如聚苯乙烯磺酸)时在还原条件下可以进行阳离子吸附，掺杂小的容易移动的阴离子(如Cl^-)在氧化状态下则可以进行阴离子吸附。利用聚吡咯对赤泥进行改性制备一种廉价高效的吸附剂，有望提高其对再生水中微量有机与无机污染物的同步吸附性能，实现“以废治废”的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种材料来源广、成本低，吸附效率高，能有效去除水中磷及双氯芬酸的赤泥/聚吡咯复合吸附材料的制备方法及应用。

本发明的一种赤泥/聚吡咯复合吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)在锥形瓶中依次加入超纯水、质量百分比为98wt.％以上的吡咯单体和拜耳法赤泥，并将锥形瓶置于磁力搅拌器上进行搅拌，使赤泥与吡咯单体充分混合均匀；所述的赤泥与超纯水质量比为1:100，所述的吡咯单体与赤泥质量比为1:10-1:1；

(2)向锥形瓶中加入无水氯化铁粉末继续搅拌并在20-35℃下进行反应，吡咯单体充分氧化形成聚吡咯并附着于赤泥表面，橙色悬浊液逐渐变为黑色；所述的无水氯化铁粉末与赤泥投加的质量比为1:2-2:1；

(3)将黑色悬浊液抽滤得到黑色滤饼，用超纯水和甲醇洗涤黑色滤饼至去除掉其上未反应的氯化铁及吡咯单体，然后置于烘箱中于45-60℃下干燥至恒重，研磨、过100-200目筛，即得赤泥/聚吡咯复合吸附材料。

赤泥/聚吡咯复合吸附材料在双氯芬酸及磷酸二氢钾复合溶液的同步吸附中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明采用氯化铁氧化法制备了赤泥/聚吡咯复合吸附材料，通过聚吡咯对赤泥进行改性，大大提高了赤泥对有机与无机污染物的同步吸附性能，对于其在再生水领域的应用具有重要意义。

2.本发明采用的吸附材料制备流程简单，时间周期短，适于大规模应用。

3.本发明采用的吸附原材料来源广泛、成本低、效率高，实现了“以废治废”的目的。