申请日2017.03.03
公开(公告)日2017.06.13
IPC分类号B01J20/26; B01J20/30; C02F1/28; C02F101/22
摘要
本发明公开了一种水处理铬吸附材料及其制备方法，以重量份计，所述材料包括7~12份氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子、3~4份聚乙烯吡咯烷酮，10~12份聚醚砜树脂和70~75份二甲基甲酰胺;其制备步骤为：将氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子、聚醚砜树脂、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基甲酰胺混合搅拌得到产物A，将产物A注入注射器中，以一定速率滴入水相，将溶液在室温下静置24h后过滤收集，放入烘箱低温烘干得到铬吸附材料。本发明所制备的材料直径为2‑3mm，具有稳定的结构，对于Cr6+的吸附效果良好。
权利要求书
1.一种水处理铬吸附材料，其特征在于，以重量份计，包括7～12份氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜树脂和70～75份二甲基甲酰胺。
2.如权利要求1所述的材料，其特征在于，氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜树脂的重量配比分别为10份、3份和10份。
3.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述吸附材料为壳层结构。
4.一种水处理铬吸附材料的制备方法，其特征在于，以聚醚砜树脂为基体材料，氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子为吸附材料，包括如下步骤：
(1)称取7～12份的氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜树脂，加入70～75份二甲基甲酰胺中混合搅拌溶解反应，得到混合溶液A，将A溶液超声分散均匀;
(2)将分散均匀的溶液A用注射器以1ml/min～4ml/min的速率滴入纯水，在室温下静置24h以上后过滤收集，于25±5℃下烘干，得到所述的铬吸附材料。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子通过如下步骤制备：
称取10～13质量份乙醇，35～40质量份水，0.5～0.6质量份乙二胺混合搅拌15-25分钟，在30℃下向溶液中加入0.4份间苯二酚，0.6份甲醛搅拌24小时以上，离心收集，于100±10℃下干燥。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌溶解反应6～8h;反应温度为30±5℃。
说明书
一种水处理铬吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米复合材料及其制备方法，特别是一种水处理铬吸附材料及其制备方法，属于水处理材料制备领域。
背景技术
随着人类社会以及工业化的高速发展，水环境污染问题日益严重，已经危及到了人类的生存，成为了全人类所普遍关心的问题。重金属铬具有毒性大、在环境中不易被代谢、易被生物富集并有生物放大效应等特点，严重威胁着人类和水生动植物的生存。因此，探寻有效去除重金属铬的深度处理技术具有重要的环境意义。
在众多水处理应用材料中，纳米材料因其具有巨大的比表面积，高的化学活性能，从而具有良好的还原和吸附性能，可以有效去除水体中的重金属污染物。因此功能纳米材料已经成为水处理领域的一个重要研究方向。虽然纳米材料在解决水环境污染以及重金属类物质的深度处理领域有优异的表现。然而，纳米材料面临①易团聚，难以回收利用。②易造成二次污染，难以实际工程应用的问题，制约了纳米材料在水处理领域的实际应用。因此，纳米材料的固定化成型技术成为解决纳米材料的难以实际应用问题的关键所在。Pan等[Liang Chen,Xin Zhao,Bingcai Pan;Journal of Hazardous Materials,284(2015)35–42]利用原位制备的方法将纳米氧化锆微粒原位生长在离子交换树脂球珠内部，所得到的复合材料对水体中磷酸盐有良好的去除效果。但是，原位生长制备方法局限性大，只适用于特定纳米颗粒的包覆，大多数纳米颗粒无法原位生长于材料内部。Kwang-Ho Choo等[H.-S.Park et al.Journal of Hazardous Materials286(2015)315–324]利用浸渍法，将活性炭浸渍于纳米Fe粒子溶液中，制备对天然有机污染物具有高吸附性能的复合材料。然而，浸渍法存在纳米材料流失以及稳定性差的问题。
综上所述，关于利用成型技术将纳米吸附材料固定化，从而解决纳米材料易流失问题的相关报道较少，且现有的合成固定化纳米成型材料的工艺相对繁琐，反应条件苛刻，所得材料稳定性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种水处理铬吸附材料及其制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案是：一种水处理铬吸附材料，以重量份计，包括7～12份氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜树脂和70～75份二甲基甲酰胺。
更优选的，氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜树脂的重量配比分别为10份、3份和10份。
进一步的，所述吸附材料为壳层结构。
上述吸附材料的制备方法，以聚醚砜树脂为基体材料，氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子为吸附材料，包括如下步骤：
(1)称取7～12份的氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜树脂，加入70～75份二甲基甲酰胺中混合搅拌溶解反应，得到混合溶液A，将A溶液超声分散均匀;
(2)将分散均匀的溶液A用注射器以1ml/min～4ml/min的速率滴入纯水，在室温下静置24h以上后过滤收集，于25±5℃下烘干，得到所述的铬吸附材料。
上述步骤(1)中，所述的氨基功能化的酚醛树脂纳米粒子通过如下步骤制备：
称取10～13质量份乙醇，35～40质量份水，0.5～0.6质量份乙二胺混合搅拌15-25分钟，在30℃下向溶液中加入0.4份间苯二酚，0.6份甲醛搅拌24小时以上，离心收集，于100±10℃下干燥。
上述步骤(1)中，搅拌溶解反应6～8h;反应温度为30±5℃。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)通过聚醚砜树脂固定成型的吸附材料，具有良好的吸附性能，能有效去除水中重金属铬;(2)本发明制得的水处理铬吸附材料具有良好的稳定性;(3)制备的材料尺寸均一，通过改变注射器规格可以控制材料尺寸，制备方法简单，易于工业化生产。