公布日：2023.12.29
申请日：2023.08.10
分类号：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
本发明公开了一种用于处理高浓度工业废水的吸附剂及其制备方法，本发明先利用壳聚糖对沸石粉进行处理，将壳聚糖包覆在沸石粉的表面，经煅烧后，壳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积，进而提高了吸附剂对污染物的吸附性能；然后利用聚乙烯亚胺对生物炭负载沸石粉进行改性处理，聚乙烯亚胺是一种三维网状高分子化合物，将其接枝在生物炭负载沸石粉上，利于后续二氧化钛和氢氧化镧的负载，同时聚乙烯亚胺分子中含有大量的氨基，对废水中的污染物具有良好的吸附能力，进一步提高了吸附剂的吸附性能。
权利要求书
1.一种用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将壳聚糖加入到醋酸溶液中，搅拌溶解，然后向其中加入沸石粉，加热搅拌，随后经过滤、洗涤、干燥、煅烧、研磨，得到生物炭负载沸石粉；S2、将生物炭负载沸石粉加入到去离子水中，调节溶液的pH为9-12，然后向其中加入聚乙烯亚胺和环氧氯丙烷，搅拌反应，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性沸石粉；S3、将改性沸石粉超声分散在去离子水中，然后向其中加入钛酸四丁酯、硝酸镧和氨水，搅拌均匀后进行回流反应，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，即得到吸附剂。
2.根据权利要求1所述的用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，壳聚糖、醋酸溶液和沸石粉的质量比为3-6:100:5-10。
3.根据权利要求1所述的用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，加热搅拌的温度为50-70℃，加热搅拌的时间为2-3h，搅拌速度为400-600r/min。
4.根据权利要求1所述的用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，生物炭负载沸石粉、聚乙烯亚胺和环氧氯丙烷的质量比为8-10:4-6:3-5。
5.根据权利要求1所述的用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，搅拌反应的温度为60-80℃，搅拌反应的时间为2-4h。
6.根据权利要求1所述的用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，改性沸石粉、钛酸四丁酯、硝酸镧和氨水的质量比为8-12:10-15:2-4:20-30。
7.根据权利要求1所述的用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，氨水的质量分数为20-30％。
8.根据权利要求1所述的用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，回流反应的温度为50-60℃，回流反应的时间为8-12h。
9.如权利要求1-8任一项所述制备方法所制备得到的吸附剂。
10.如权利要求9所述的吸附剂在处理高浓度工业废水中的应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于处理高浓度工业废水的吸附剂及其制备方法，所制备的吸附剂在处理成分复杂、浓度高的工业废水时，仍具有良好的处理效果。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种用于处理高浓度工业废水的吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将壳聚糖加入到醋酸溶液中，搅拌溶解，然后向其中加入沸石粉，加热搅拌，随后经过滤、洗涤、干燥、煅烧、研磨，得到生物炭负载沸石粉；
S2、将生物炭负载沸石粉加入到去离子水中，调节溶液的pH为9-12，然后向其中加入聚乙烯亚胺和环氧氯丙烷，搅拌反应，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到改性沸石粉；
S3、将改性沸石粉超声分散在去离子水中，然后向其中加入钛酸四丁酯、硝酸镧和氨水，搅拌均匀后进行回流反应，待反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，即得到吸附剂。
优选的，步骤S1中，壳聚糖、醋酸溶液和沸石粉的质量比为3-6:100:5-10。
优选的，步骤S1中，加热搅拌的温度为50-70℃，加热搅拌的时间为2-3h，搅拌速度为400-600r/min。
优选的，步骤S2中，生物炭负载沸石粉、聚乙烯亚胺和环氧氯丙烷的质量比为8-10:4-6:3-5。
优选的，步骤S2中，搅拌反应的温度为60-80℃，搅拌反应的时间为2-4h。
优选的，步骤S3中，改性沸石粉、钛酸四丁酯、硝酸镧和氨水的质量比为8-12:10-15:2-4:20-30。
优选的，步骤S3中，氨水的质量分数为20-30％。
优选的，步骤S3中，回流反应的温度为50-60℃，回流反应的时间为8-12h。
本发明提供由上述制备方法所制备得到的吸附剂。
本发明还提供上述吸附剂在处理高浓度工业废水中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明先利用壳聚糖对沸石粉进行处理，将壳聚糖包覆在沸石粉的表面，经煅烧后，壳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积，进而提高了吸附剂对污染物的吸附性能；然后利用聚乙烯亚胺对生物炭负载沸石粉进行改性处理，聚乙烯亚胺是一种三维网状高分子化合物，将其接枝在生物炭负载沸石粉上，利于后续二氧化钛和氢氧化镧的负载，同时聚乙烯亚胺分子中含有大量的氨基，对废水中的污染物具有良好的吸附能力，进一步提高了吸附剂的吸附性能。
(2)本发明通过将钛酸四丁酯、硝酸镧、氨水和改性沸石粉进行回流反应，将二氧化钛和氢氧化镧负载于改性沸石粉的表面，氢氧化镧能够吸附废水中的有机污染物和重金属离子，同时氢氧化镧还可以作为二氧化钛光催化降解有机物的催化剂，氢氧化镧和二氧化钛协同作用，共同提高了吸附剂对工业废水中有机污染物的处理能力。
（发明人：曾建红;李刚辉;王坤强）