公布日：2023.12.29
申請日：2023.08.10
分類號：B01J20/20(2006.01)I;B01J20/16(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑及其制備方法，本發(fā)明先利用殼聚糖對沸石粉進行處理，將殼聚糖包覆在沸石粉的表面，經(jīng)煅燒后，殼聚糖在沸石粉的表面形成多孔生物炭，增大了沸石粉的比表面積，進而提高了吸附劑對污染物的吸附性能；然后利用聚乙烯亞胺對生物炭負載沸石粉進行改性處理，聚乙烯亞胺是一種三維網(wǎng)狀高分子化合物，將其接枝在生物炭負載沸石粉上，利于后續(xù)二氧化鈦和氫氧化鑭的負載，同時聚乙烯亞胺分子中含有大量的氨基，對廢水中的污染物具有良好的吸附能力，進一步提高了吸附劑的吸附性能。
權(quán)利要求書
1.一種用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、將殼聚糖加入到醋酸溶液中，攪拌溶解，然后向其中加入沸石粉，加熱攪拌，隨后經(jīng)過濾、洗滌、干燥、煅燒、研磨，得到生物炭負載沸石粉；S2、將生物炭負載沸石粉加入到去離子水中，調(diào)節(jié)溶液的pH為9-12，然后向其中加入聚乙烯亞胺和環(huán)氧氯丙烷，攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到改性沸石粉；S3、將改性沸石粉超聲分散在去離子水中，然后向其中加入鈦酸四丁酯、硝酸鑭和氨水，攪拌均勻后進行回流反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，即得到吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，殼聚糖、醋酸溶液和沸石粉的質(zhì)量比為3-6:100:5-10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟S1中，加熱攪拌的溫度為50-70℃，加熱攪拌的時間為2-3h，攪拌速度為400-600r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟S2中，生物炭負載沸石粉、聚乙烯亞胺和環(huán)氧氯丙烷的質(zhì)量比為8-10:4-6:3-5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟S2中，攪拌反應(yīng)的溫度為60-80℃，攪拌反應(yīng)的時間為2-4h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟S3中，改性沸石粉、鈦酸四丁酯、硝酸鑭和氨水的質(zhì)量比為8-12:10-15:2-4:20-30。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟S3中，氨水的質(zhì)量分數(shù)為20-30％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟S3中，回流反應(yīng)的溫度為50-60℃，回流反應(yīng)的時間為8-12h。
9.如權(quán)利要求1-8任一項所述制備方法所制備得到的吸附劑。
10.如權(quán)利要求9所述的吸附劑在處理高濃度工業(yè)廢水中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑及其制備方法，所制備的吸附劑在處理成分復(fù)雜、濃度高的工業(yè)廢水時，仍具有良好的處理效果。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
一種用于處理高濃度工業(yè)廢水的吸附劑的制備方法，包括如下步驟：
S1、將殼聚糖加入到醋酸溶液中，攪拌溶解，然后向其中加入沸石粉，加熱攪拌，隨后經(jīng)過濾、洗滌、干燥、煅燒、研磨，得到生物炭負載沸石粉；
S2、將生物炭負載沸石粉加入到去離子水中，調(diào)節(jié)溶液的pH為9-12，然后向其中加入聚乙烯亞胺和環(huán)氧氯丙烷，攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到改性沸石粉；
S3、將改性沸石粉超聲分散在去離子水中，然后向其中加入鈦酸四丁酯、硝酸鑭和氨水，攪拌均勻后進行回流反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，即得到吸附劑。
優(yōu)選的，步驟S1中，殼聚糖、醋酸溶液和沸石粉的質(zhì)量比為3-6:100:5-10。
優(yōu)選的，步驟S1中，加熱攪拌的溫度為50-70℃，加熱攪拌的時間為2-3h，攪拌速度為400-600r/min。
優(yōu)選的，步驟S2中，生物炭負載沸石粉、聚乙烯亞胺和環(huán)氧氯丙烷的質(zhì)量比為8-10:4-6:3-5。
優(yōu)選的，步驟S2中，攪拌反應(yīng)的溫度為60-80℃，攪拌反應(yīng)的時間為2-4h。
優(yōu)選的，步驟S3中，改性沸石粉、鈦酸四丁酯、硝酸鑭和氨水的質(zhì)量比為8-12:10-15:2-4:20-30。
優(yōu)選的，步驟S3中，氨水的質(zhì)量分數(shù)為20-30％。
優(yōu)選的，步驟S3中，回流反應(yīng)的溫度為50-60℃，回流反應(yīng)的時間為8-12h。
本發(fā)明提供由上述制備方法所制備得到的吸附劑。
本發(fā)明還提供上述吸附劑在處理高濃度工業(yè)廢水中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明先利用殼聚糖對沸石粉進行處理，將殼聚糖包覆在沸石粉的表面，經(jīng)煅燒后，殼聚糖在沸石粉的表面形成多孔生物炭，增大了沸石粉的比表面積，進而提高了吸附劑對污染物的吸附性能；然后利用聚乙烯亞胺對生物炭負載沸石粉進行改性處理，聚乙烯亞胺是一種三維網(wǎng)狀高分子化合物，將其接枝在生物炭負載沸石粉上，利于后續(xù)二氧化鈦和氫氧化鑭的負載，同時聚乙烯亞胺分子中含有大量的氨基，對廢水中的污染物具有良好的吸附能力，進一步提高了吸附劑的吸附性能。
(2)本發(fā)明通過將鈦酸四丁酯、硝酸鑭、氨水和改性沸石粉進行回流反應(yīng)，將二氧化鈦和氫氧化鑭負載于改性沸石粉的表面，氫氧化鑭能夠吸附廢水中的有機污染物和重金屬離子，同時氫氧化鑭還可以作為二氧化鈦光催化降解有機物的催化劑，氫氧化鑭和二氧化鈦協(xié)同作用，共同提高了吸附劑對工業(yè)廢水中有機污染物的處理能力。
（發(fā)明人：曾建紅;李剛輝;王坤強）
