申請日2016.05.17

　　公開(公告)日2016.08.17

　　IPC分類號B01J20/20; B01J20/30; C02F1/28; C02F1/62

　　摘要

　　本專利公開了一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料及其制作方法，包括以下原料：高錳酸鉀30～50份，十二烷基苯磺酸鈉0.8～1份，碳納米管10～30份，去離子水600～900份，無水乙醇240～300份;制作方法為：將高錳酸鉀溶于去離子水中，并加入十二烷基苯磺酸鈉攪拌均勻，再加入碳納米管，利用超聲波分散儀在頻率為35000～45000Hz，溫度在50℃～80℃進行超聲分散，并緩慢滴入無水乙醇繼續(xù)分散，分散后抽濾，使其固液分離，用去離子水洗滌固體至中性，在60℃下烘烤3～6h后稱重，即得到納米復(fù)合材料。本發(fā)明的吸附率在85%以上，且能耗僅限于超聲分散和加熱烘烤，都屬于低溫短時操作，能耗遠低于現(xiàn)有技術(shù)的能耗，且制作方法簡單，易于控制和調(diào)節(jié)，因此便于推廣和應(yīng)用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀30～50份，十二烷基苯磺酸鈉0.8～1份，碳納米管10～30份，去離子水600～900份，無水乙醇240～300份。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎘污水處理納米復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀30份，十二烷基苯磺酸鈉1份，碳納米管10份，去離子水900份，無水乙醇240份。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含鎘污水處理納米復(fù)合材料，其特征在于：包括以下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀50份，十二烷基苯磺酸鈉1份，碳納米管30份，去離子水900份，無水乙醇300份。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含鎘污水處理納米復(fù)合材料，其特征在于：包括以下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀30份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，碳納米管10份，去離子水600份，無水乙醇240份。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項所述的含鎘污水處理納米復(fù)合材料的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：將高錳酸鉀溶于去離子水中，并加入十二烷基苯磺酸鈉攪拌均勻，再加入碳納米管，利用超聲波分散儀在頻率為35000～45000Hz，溫度在50℃～80℃進行超聲分散，并緩慢滴入無水乙醇繼續(xù)分散，分散后抽濾，使其固液分離，用去離子水洗滌固體至中性，在60℃下烘烤3～6h后稱重，即得到納米復(fù)合材料。

　　說明書

　　一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料及其制作方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料及其制作方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展和人口的不斷增多,生活垃圾的產(chǎn)生量越來越多,每年都在快速增長，垃圾妥善處理成為一項緊迫的任務(wù)。衛(wèi)生填埋能夠長期、安全、可靠地處理沒有利用價值的固體廢棄物，但垃圾滲濾液是一種有毒有害的高濃度物質(zhì)，特別是垃圾滲濾液中的一些重金屬會給環(huán)境帶來嚴重的二次污染。如：鎘(Cd)、鉛(Pb)、砷(As)、汞(Hg)等，其中鎘是毒性和生物活性較強的重金屬元素。人如長期接觸低質(zhì)量濃度的鎘(Cd)，就會引起腹瀉、嘔吐等胃腸疾病，如果接觸大量的鎘(Cd)則會導(dǎo)致腎臟病變甚至死亡。鎘在人體中有積蓄作用，潛伏期可長達10～30年，因此人們對垃圾滲濾液中金屬鎘(Cd)的處理關(guān)注度較高，同時垃圾滲濾液中金屬鎘質(zhì)量濃度的高低也是衡量垃圾滲濾液是否二次污染的標志之一。

　　在含重金屬離子污水的處理方法中，目前主要有沉淀、絮凝沉降、反滲透、離子交換、粘固和活性炭吸附等，其中吸附法以其在痕量濃度溶液中去除效率高、經(jīng)濟和便于操作被認為是最有吸引力的。現(xiàn)有吸附劑存在吸附容量低、選擇性低或制備成本高等不足，如 Bystrzejewski M. 等人(2009, Carbon)所制 備的碳包覆磁性納米微粒，其最大吸附容量只有 1.77 mg/g(投加量為 5.0 g/L，初始濃度 Ci = 20 mg/L)，吸附率低于40%，Wang T. 等人(2013, Journal of Hazardous Materials)所制備的碳納米管，則需要在 130 ℃的條件下，加熱 72 h，能耗較大，因此，現(xiàn)有技術(shù)需要一種新型的納米材料，以帶來制備時能耗低，制備的材料吸附率高的優(yōu)點。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明意在提供一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的處理含鎘污水的納米材料制備能耗高，吸附率低的缺陷。

　　本方案中的一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀30～50份，十二烷基苯磺酸鈉0.8～1份，碳納米管10～30份，去離子水600～900份，無水乙醇240～300份。

　　作為優(yōu)選的，一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀30份，十二烷基苯磺酸鈉1份，碳納米管10份，去離子水900份，無水乙醇240份。

　　作為優(yōu)選的，一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀50份，十二烷基苯磺酸鈉1份，碳納米管30份，去離子水900份，無水乙醇300份。

　　作為優(yōu)選的，一種含鎘污水處理納米復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀30份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，碳納米管10份，去離子水600份，無水乙醇240份。

　　含鎘污水處理納米復(fù)合材料的制作方法，包括以下步驟：將高錳酸鉀溶于去離子水中，并加入十二烷基苯磺酸鈉攪拌均勻，再加入碳納米管，利用超聲波分散儀在頻率為35000～45000Hz，溫度在50℃～80℃進行超聲分散，并緩慢滴入無水乙醇繼續(xù)分散，分散后抽濾，使其固液分離，用去離子水洗滌固體至中性，在60℃下烘烤3～6h后稱重，即得到納米復(fù)合材料。

　　本發(fā)明的有益效果：二氧化錳獨特的化學(xué)組成及物理化學(xué)性質(zhì),使其具有良好的吸附性能,通過超聲乙醇還原輔助法控制合成得到MnO2～CNTs復(fù)合納米材料，充分利用了復(fù)合材料表面結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了表面缺陷效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，從而使復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的污水處理性能,對含鎘污水處理起到了明顯的促進作用，易與廢水分離、易活化和便于連續(xù)性操作的特點，具有較好的應(yīng)用前景，同時本發(fā)明也解決了碳納米管的分散效果不理想的問題，使鎘離子濃度明顯降低，從而對生活污水及生活廢水的高效處理提供了保障。相比現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的吸附率在85%以上，且能耗僅限于超聲分散和加熱烘烤，都屬于低溫短時操作，因此，能耗遠低于現(xiàn)有技術(shù)的能耗，且制作方法簡單，易于控制和調(diào)節(jié)，便于推廣和應(yīng)用。