申请日2016.12.13
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号B01J20/30; B01J20/26; C02F1/28; C02F101/20
摘要
本发明提出一种超支化聚酰胺胺交联改性沸石、其制备方法及其在重金属废水处理中的应用，属于环境保护领域，能够有效去除废水中的重金属离子。该超支化聚酰胺胺交联改性沸石的制备工艺简单，易于操作，后处理简便，只需要用水多次洗涤即可得到目标产物。由此制备得到的超支化聚酰胺胺交联改性沸石可应用于重金属废水处理。
权利要求书
1.一种超支化聚酰胺胺交联改性沸石的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将沸石倒入1-2N盐酸中进行预处理，待过滤除去有机物杂质，用去离子水反复洗涤至pH 7.0-7.8，于100℃烘箱中烘干，得到盐酸改性沸石;
将盐酸改性沸石分散到去离子水中，用盐酸调节pH至2-3，向体系中滴加环氧氯丙烷，控制体系温度，待充分反应后，过滤除去未参与反应的环氧氯丙烷，得到环氧氯丙烷改性沸石;
向环氧氯丙烷改性沸石中加入超支化聚酰胺胺酸性溶液，然后加入4%NaOH溶液，控制体系温度，充分搅拌，然后将反应后的沸石抽滤，水洗至中性放入烘箱内烘干，得到超支化聚酰胺胺改性沸石。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，环氧氯丙烷与盐酸改性沸石的质量比为1-5:10，优选1:5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向体系中滴加环氧氯丙烷后，将体系温度控制在20℃-40℃，优选25℃;充分反应4-10小时，优选5小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，环氧氯丙烷改性沸石与超支化聚酰胺胺的质量比为1-10:100，优选1:10。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，加入4%NaOH溶液后，将体系温度控制在20℃-50℃，优选40℃;充分反应2-6小时，优选2小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，超支化聚酰胺胺在所述超支化聚酰胺胺酸性溶液中所占重量百分比为1-10%，优选4%。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的超支化聚酰胺胺交联改性沸石的制备方法制备得到的超支化聚酰胺胺交联改性沸石。
8.一种如权利要求7所述的超支化聚酰胺胺交联改性沸石作为重金属离子吸附材料在重金属废水处理中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述重金属离子包括Cu2+、Ni2+、Pb2+、Cd2+中的至少一种。
说明书
超支化聚酰胺胺交联改性沸石、其制备方法及其在重金属废水处理中的应用
技术领域
本发明属于环境保护领域，尤其涉及一种超支化聚酰胺胺交联改性沸石、其制备方法及其在重金属废水处理中的应用。
背景技术
随着社会经济、工业生产的不断发展，重金属如铜、镍、铅、镉、汞等对水资源的污染越来越严重，同时重金属离子具有生物积累性、且不能被生物降解等特点，对人类健康造成极大的危害，因而对水资源中重金属离子的去除和治理已经刻不容缓。目前广泛研究的普通吸附剂对重金属离子的吸附效果不是很理想，而且受酸度等多因素的制约而不可重复使用，在很大程度上限制了其推广应用。
沸石作为一类硅铝黏土矿物，具有多孔性、亲水性、离子选择置换等特性。天然沸石分布广泛、价格低廉，故被用来作为吸附剂、土壤改良剂、离子交换剂以及分子筛等。聚酰胺-胺超支化分子是近年来发展起来的一类新型高分子材料，其结构呈球形，内部有空腔，外层有大量的官能团，水溶性好，有很强的絮凝和螯合作用。
目前，已知重金属离子与含有氨基的化合物可具有很强的亲和性，因此可利用聚酰胺-胺类超支化分子作为吸附剂来处理重金属废水中的重金属离子，在这种情况下，是否可对天然沸石加以利用，进一步制备得到可用于提高废水中重金属离子去除效率的重金属吸附材料，以有效去除废水中的重金属离子这将是本领域所研究的重要课题。
发明内容
本发明提供了一种超支化聚酰胺胺交联改性沸石、其制备方法及其在重金属废水处理中的应用，能够有效去除重金属废水中的重金属离子。
本发明的一方面提供了一种超支化聚酰胺胺交联改性沸石的制备方法，包括如下步骤：
将沸石倒入1-2N盐酸中进行预处理，待过滤除去有机物杂质，用去离子水反复洗涤至pH 7.0-7.8，于100℃烘箱中烘干，得到盐酸改性沸石;
将盐酸改性沸石分散到去离子水中，用盐酸调节pH至2-3，向体系中滴加环氧氯丙烷，控制体系温度，待充分反应后，过滤除去未参与反应的环氧氯丙烷，得到环氧氯丙烷改性沸石;
向环氧氯丙烷改性沸石中加入超支化聚酰胺胺酸性溶液，然后加入4%NaOH溶液，控制体系温度，充分搅拌，然后将反应后的沸石抽滤，水洗至中性放入烘箱内烘干，得到超支化聚酰胺胺改性沸石。
作为优选技术方案，环氧氯丙烷与盐酸改性沸石的质量比为1-5:10，优选1:5。
作为优选技术方案，向体系中滴加环氧氯丙烷后，将体系温度控制在20℃-40℃，优选25℃;充分反应4-10小时，优选5小时。
作为优选技术方案，环氧氯丙烷改性沸石与超支化聚酰胺胺的质量比为1-10:100，优选1:10。
作为优选技术方案，加入4%NaOH溶液后，将体系温度控制在20℃-50℃，优选40℃;充分反应2-6小时，优选2小时。
作为优选技术方案，超支化聚酰胺胺在所述超支化聚酰胺胺酸性溶液中所占重量百分比为1-10%，优选4%。
本发明的另一方面提供了一种如上述任一项技术方案所述的超支化聚酰胺胺交联改性沸石的制备方法制备得到的超支化聚酰胺胺交联改性沸石。
本发明的再一方面提供了一种如上述技术方案所述的超支化聚酰胺胺交联改性沸石作为重金属离子吸附材料在重金属废水处理中的应用。
作为优选技术方案，所述重金属离子包括Cu2+、Ni2+、Pb2+、Cd2+中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明所提供的超支化聚酰胺胺交联改性沸石既能发挥天然沸石的吸附作用和超支化聚酰胺胺的螯合作用，又可避免单独使用超支化聚酰胺胺时容易出现的随机影响因素;同时，由于超支化聚酰胺胺材料中含有大量官能团，可以螯合多种重金属离子，因此可以包覆多种重金属离子，降低金属离子和聚酰胺胺分子的流失，使重金属离子能够与其稳定的结合而达到与水分离被除去的目的;
2、本发明所提供的超支化聚酰胺胺交联改性沸石作为重金属吸附材料在高效去除重金属离子的同时，其本身可以再回收利用，节约处理成本;
3、本发明所提供的超支化聚酰胺胺交联改性沸石去除废水中重金属离子的效率高，同时，将廉价的天然沸石与超支化聚酰胺胺结合可以大幅度降低生产成本。