[发明专利]一种重金属污染治理的有机/无机杂化微囊及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种重金属污染治理的有机/无机杂化微囊及其制备方法，包括以下步骤：(1)在100份水中，搅拌下加入聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，共聚交联单体，活性单体质量的自由基引发剂,发泡剂和分散剂,搅拌反应，过滤得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔高分子微球；(2)将具有重金属螯合功能的超支化链以及多胺结构引入到高分子微球表面，得到具有超密集重金属结合位点的高分子微球；(3)将上述产物与矿土混合，加入活性硅氧烷液体，搅拌混匀，烘干，研磨，过筛，制得有机/无机杂化微囊。本发明方法所制得有机/无机杂化微囊，具有丰富的重金属螯合位点，能快速、高效地螯合重金属，形成坚固结合物，从而永久地“锁住”重金属污染物。

技术领域

本发明涉及重金属污染环境治理技术领域，尤其涉及一种重金属污染治理的有机/无机杂化微囊及其制备方法和应用。

背景技术

随着有色金属冶炼、电镀电子行业、石油化工行业、锌镍合金制造行业的迅速发展，产生大量含重金属废水、垃圾飞灰和工业废渣，对生态环境造成严重破环，严重威胁人类健康。近些年，环保政策对重金属污染治理要求越来越严苛。

目前重金属废水处理技术主要包括化学、生物法和物理化学法。其中，化学沉淀法，其设备简单，能耗低，操作成本低，是目前最广泛使用的方法。目前的化学沉淀法通常为添加液态或者溶解在水中的化学药剂，螯合水体中重金属离子，与絮凝剂配合，实现重金属离子的沉淀去除。常用的化学药剂，比如硫化钠、纯碱、石灰等，重金属螯合位点单一，螯合沉淀重金属离子的量及其有限，实际处理过程中需要投加过量药剂，易于造成药剂的二次污染；另外，化学沉淀法还需要配合絮凝剂等一起使用，后续大量污泥，导致处理难度加大和成本增加。

对于含重金属的废渣和垃圾飞灰,则多采用填埋的处理方法,虽可相对稳定地防止重金属离子的流失,但其费用十分昂贵,且即使深埋地下,由于气候和人为因素,仍有造成二次污染的可能。

微囊技术和包覆技术，能永久“锁住”重金属污染物，具有代表性的是美国少普公司开发的高分子微囊技术和美国KEECO公司开发的硅微囊技术，但高分子微囊在坚固性方面存在缺陷，而无机硅微囊的有效成分较低，开发出高效、环保且价格低廉的永久“锁住”重金属污染物的环保药剂，是重金属污染治理的有效解决途径。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种重金属污染治理的有机/无机杂化微囊的制备方法及其在重金属废水、废渣重金属污染治理中的应用。本发明方法所制得有机/无机杂化微囊，具有丰富的重金属螯合位点，能快速、高效地螯合重金属，且与重金属发生作用，形成坚固结合物，从而永久地“锁住”重金属污染物，防止二次污染。

本发明的目的之一在于提供一种重金属污染治理的有机/无机杂化微囊的制备方法，所述的有机/无机杂化微囊的制备方法包括以下步骤：

(1)、在100份水中，搅拌下加入10-50份甲基丙烯酸缩水甘油酯，1-10份共聚交联单体，1-5份自由基引发剂,1-10份发泡剂和1-10份分散剂,搅拌反应一定时间，过滤得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔高分子微球；

(2)、通过重金属螯合功能基与所制得的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯高分子微球表面的环氧环进行开环反应，将所述超支化链以及多胺结构引入到高分子微球表面，得到具有超密集重金属结合位点的高分子微球。

(3)将上述所得具有密集重金属螯合位点的高分子微球与矿土混合，加入活性硅氧烷液体，在60-90℃搅拌混匀，烘干，研磨，过筛，即制得重金属污染治理的有机/无机杂化微囊。

优选的，所述共聚交联单体，选自二甲基丙烯酸甘油酯、二丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、双酚A环氧二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种或多种组合物。