[发明专利]一种水体重金属吸附材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种水体重金属吸附材料及其制备方法与应用。

背景技术

重金属对水体的污染是重金属污染的一种主要情形。对于重金属废水的处理，国内外目前多采用化学法、电解法、离子交换法、电渗析法、生物法等，但不同程度地存在着投资大，运行费用高，操作工艺复杂，产生的污泥面临着二次污染等问题。与上述方法相比，吸附法是一种利用多孔物质或具有特殊功能基团的物质对水中重金属离子进行物理/化学/生物吸附的重金属废水处理方法。近年来，由于吸附法处理重金属废水具有高效、经济、简便等优点而引发广泛关注。但是目前工业上使用的吸附剂普遍价格昂贵，使吸附法的广泛应用受到限制，同时吸附剂的再生和二次污染也是吸附法处理重金属废水中所面临的问题。因此，开发研究高效、无毒、价廉的废水吸附净化材料已成为当务之急。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水体重金属吸附材料及其制备方法与应用，旨在解决现有吸附剂价格昂贵，同时存在吸附剂再生和二次污染的问题。

本发明的技术方案如下：

一种水体重金属吸附材料的制备方法，其中，通过自组装单分子层技术将多巴胺对聚酯纤维织物进行表面修饰，制得仿生复合材料，所述仿生复合材料即为水体重金属吸附材料。

所述的水体重金属吸附材料的制备方法，其中，具体包括步骤：配制多巴胺水溶液，调节多巴胺水溶液pH，将聚酯纤维织物放入多巴胺水溶液中静置，使多巴胺在聚酯纤维织物上进行氧化自聚合，制得仿生复合材料，所述仿生复合材料即为水体重金属吸附材料。

所述的水体重金属吸附材料的制备方法，其中，配制1g/L~5g/L的多巴胺水溶液。

所述的水体重金属吸附材料的制备方法，其中，配制3g/L的多巴胺水溶液。

所述的水体重金属吸附材料的制备方法，其中，调节多巴胺水溶液pH为8~9。

所述的水体重金属吸附材料的制备方法，其中，将聚酯纤维织物放入多巴胺水溶液中静置20~24h。

所述的水体重金属吸附材料的制备方法，其中，将聚酯纤维织物放入多巴胺水溶液中静置24h。

所述的水体重金属吸附材料的制备方法，其中，氧化自聚合的温度为50~70℃。

一种水体重金属吸附材料，其中，采用如上任一所述的水体重金属吸附材料的制备方法制备而成。

一种水体重金属吸附材料的应用，其中，将如上所述的水体重金属吸附材料应用于重金属废水的处理。

有益效果：本发明以聚酯纤维织物为基体材料，对其进行仿生功能化设计，即通过自组装单分子层的技术将多巴胺对聚酯纤维织物进行表面修饰，制备出水体重金属吸附材料，将其应用于重金属废水处理中，利用聚多巴胺结构中的含氮基团与重金属离子的螯合作用，富集废水中的重金属，本发明水体重金属吸附材料使用方便，无二次污染，从而有效解决重金属废水的处理问题。

具体实施方式

本发明提供一种水体重金属吸附材料及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一种水体重金属吸附材料的制备方法较佳实施例，其中，通过自组装单分子层技术将多巴胺对聚酯纤维织物进行表面修饰，制得仿生复合材料，所述仿生复合材料即为水体重金属吸附材料。

聚酯纤维织物是目前产量最大、应用广泛、价格低廉的合成纤维，其因强度高、弹性好、耐热性好、尺寸稳定性高、耐腐蚀性好等优点而广泛应用于纺织服装、建筑装饰、轮胎骨架材料等各个领域。本发明以聚酯纤维织物为基体材料，对其进行仿生功能化设计，即通过自组装单分子层的技术将多巴胺对聚酯纤维织物进行表面修饰，制备出水体重金属吸附材料。制备出的水体重金属吸附材料能够利用聚多巴胺结构中的含氮基团与重金属离子的螯合作用，以富集废水中的重金属。与传统有机聚合物或无机多孔吸附剂相比，由于聚酯纤维织物价格低廉，制备过程简单，从而大大降低了制备成本。另外，本发明水体重金属吸附材料作为吸附剂，用于重金属废水处理时，对环境无二次污染，且使用方便。