[发明专利]一种复合吸附材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种复合吸附材料及其制备方法和应用，该复合吸附材料是从污泥中提取腐殖酸后，再将腐殖酸脱水固化，然后将其负载在用CTAB改性的凹凸棒土上得到。该复合吸附材料吸附性能优异，在碱性或中性环境中都能保持良好的机械性能，吸附剂不容易变形，且容易回收，有效解决了腐殖酸在中性或者碱性环境中极易溶解的问题，扩大了吸附剂的应用范围，成本低廉，有效改善了传统吸附剂二次污染、价格昂贵且不好回收等缺陷。同时为城市废水污泥的处理提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及一种复合吸附材料及其制备方法与应用，尤其涉及一种具有吸附效果且提纯于城市污泥的天然活性高分子聚合物与天然粘土复合吸附材料及其制备方法与应用，属于有机材料技术领域。

背景技术

随着工业的迅速发展，大量工业废水被排放到河流中，对环境造成污染。工业废水中的重金属具有难降解性和高毒性，可在生物体内累计，随着食物链的循环对人体造成危害，当前常见的水处理方法有沉淀法、离子交换法、生物处理法、膜分离法等，吸附法以其成本低、设备简单、易于操作、环境友好而被广泛应用。

凹凸棒土(attapulgite,ATP)由于其较大的比表面积和较强的阳离子交换能力，并且由于晶格内存在同型置换导致它的表面上存在大量的负电荷，使得凹凸棒土能够有效地去除重金属离子和阳离子型有机污染物，不过凹凸棒土对于这些污染物的吸附是非选择性的。水中常见的阳离子如钠离子、钙离子等，也会吸附到凹凸棒土的表面上。竞争吸附的存在会影响凹凸棒土对重金属离子和阳离子型有机污染物的吸附效果。再者由于凹凸棒土表面上带有很多负电荷，静电斥力的存在使得阴离子型污染物很难吸附到凹凸棒土上。天然凹凸棒土的层间存在碳酸盐胶结物，表面还有一些吸附的阳离子，因此它对污染物的吸附容量相对较低。由于上述原因，天然凹凸棒土常常需要经过一定的改性过程才能有效地去除水中的重金属离子。

腐殖质来源除了动植物遗骸外，还包括污泥等，它们是经过微生物的作用和一系列的物理化学过程形成具有高分子结构并带有胶体特性的多功能团无定形的具有天然活性的有机质。腐殖酸含有多种功能基团，且呈现类表面活性剂的特性，使其具有增强离子交换和络合重金属的能力，但是腐殖酸在水中极易溶解，且受到pH的影响，为了解决腐殖酸的可溶性以及达到各种使用目的，通常要对其进行改性。一种改性手段是将腐殖酸固定在粘土或有机、无机改性的粘土上，由于大部分的粘土都带有电荷，通过有机或无机改性后使其带有正电荷，而腐殖酸带有负电荷，这样腐殖酸就能通过静电引力与改性粘土作用，生成腐殖酸-粘土复合物，腐殖酸附着在粘土的表面和内部空隙中，从而改善了其疏水性。同时腐殖酸的存在也改变了粘土表面的电荷，使得其对金属离子有了更强的去除能力。

综上所述，含铀废水污染环境，危害人及动物的健康，研究吸附性能好、价格低廉、容易再生的水处理新材料成为目前研究的热点。但吸附剂的价格比较昂贵是制约其应用的主要原因。我国的腐殖酸、凹凸棒土资源丰富，来源广，成本底，而凹凸棒改性后具有比表面积大，吸附性能好等优点，用于去除废水中的铀，具有巨大的环境社会效益和经济效益。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明的第一目的是提供了一种具有吸附效果且提纯于城市污泥的腐殖酸凹凸棒土的复合吸附材料，本发明的第二目的是提供一种该复合吸附材料的制备方法，本发明的第三目的是提供该复合吸附材料在吸附含铀废水中的应用。

技术方案：本发明所述的一种复合吸附材料是以凹凸棒土为基体，表面覆盖有腐殖酸；所述腐殖酸是从污泥中提取后经脱水固化得到，所述凹凸棒土是用CTAB改性得到。

本发明所述的复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

((1)将污泥溶解于氢氧化钠溶液中，搅拌反应，过滤，得到溶液，调整溶液pH值，离心分离多次，得到离心产物；

(2)将离心产物煅烧，在氯化钙溶液中浸泡，过滤，用硝酸钠溶液浸泡，抽滤，用硝酸溶液和水反复洗涤，干燥，得到腐殖酸；