[发明专利]一种具有重金属离子和有机染料去除功能的复合絮凝剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有高效同时去除重金属离子和有机染料的复合絮凝剂的制备方法，属于高分子材料领域。本发明产品其特征在于既可以有效地去除水中一般有机污染物，又可以吸附去除水中的镍、铬、铅等重金属离子，以及同时吸附去除亮蓝、亚甲基蓝等有机染料，且对水中重金属离子和有机染料去除效率高。本发明产品对废水中低浓度重金属离子的吸附去除率均达到90％以上，自然光作用下对亚甲基蓝的去除率达92％以上。本发明产品制备不需要特殊设备、工业化实施容易，且复合絮凝剂减少了壳聚糖的用量，降低了成本。

主权项

一种具有重金属离子和有机染料去除功能的复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)GO的制备：在冰水浴中，往1L的三口烧瓶中缓慢加入200mL～250mL浓硫酸，再依次加入10g～15g石墨和3g～5g硝酸钠，加的过程须缓慢，且加之前石墨与硝酸钠经过反复研磨，搅拌1h～1.5h后，接着缓慢加入25g～35g高锰酸钾，将其在冰水浴中机械搅拌1.5h～2h；随后升温至30℃～40℃，反应2h～2.5h，随后缓慢加入200mL～250mL的30℃～40℃去离子水，之后反应体系升温至80℃～90℃并搅拌10min～20min，而后往体系中再缓慢加入400mL～500mL去离子水，搅拌2min后加入20mL～25mL过氧化氢终止反应，反应物继续搅拌10min～20min后，进行离心分离，并用稀盐酸和去离子水重复洗涤多次，直至产物pH为7，即得本发明所需的GO；(2)凹凸棒土的预处理：称取10g～20g粒径300目～1000目的凹凸棒土，用1L蒸馏水洗涤，待沉淀后取其上层清液，500rpm离心1min后取其上层清液，上层清液中加少量蒸馏水混合均匀后继续500rpm离心1min，然后取其上层清液，如此反复洗涤上层清液3～5次后，最后用4000rpm进行离心分离，取其沉淀，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得纯化凹凸棒土；配置浓度为0.5mol/L～3mol/L的盐酸溶液，取10g～20g纯化凹凸棒土与150mL～200mL盐酸溶液加入到小烧杯中搅拌混合，5min后，将混合物加热到70℃～80℃，搅拌1h～2h，然后超声振荡30min～40min，抽滤，用蒸馏水洗涤至pH为6，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得酸改性凹凸棒土；(3)壳聚糖/凹凸棒土/ZnO/GO复合絮凝剂制备：称取4g壳聚糖与一定量改性凹凸棒土混合，质量比4:1～5:1，加入100ml浓度为1％～2％的醋酸溶液搅拌，使其充分溶解；称取壳聚糖质量3％～5％的粒径本发明所述ZnO粒径为20nm～300nm的纳米ZnO，以及ZnO质量20％～50％的GO，充分研磨后均匀分散于壳聚糖溶液中，超声2h；使用1mol/L的NaOH溶液调节pH至10，加入20ml～30ml戊二醛交联3h～5h，60℃水浴剧烈搅拌；将交联后的絮凝剂抽滤，蒸馏水洗至中性，50℃～70℃真空干燥后即得本发明所述的复合絮凝剂。