一種水處理鉻吸附材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種水處理鉻吸附材料及其制備方法，以重量份計，所述材料包括7~12份氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、3~4份聚乙烯吡咯烷酮，10~12份聚醚砜樹脂和70~75份二甲基甲酰胺；其制備步驟為：將氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、聚醚砜樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基甲酰胺混合攪拌得到產物A，將產物A注入注射器中，以一定速率滴入水相，將溶液在室溫下靜置24h后過濾收集，放入烘箱低溫烘干得到鉻吸附材料。本發明專利技術所制備的材料直徑為2?3mm，具有穩定的結構，對于Cr

Water treatment chromium adsorption material and preparation method thereof

The invention discloses a chromium adsorption material and preparation method of water treatment, by weight, of the material including 7~12 amino functionalized phenolic resin 3~4 nanoparticles, polyvinylpyrrolidone, 10~12 portions of polyether sulfone resin and 70~75 two methyl formamide; the preparation steps include: - functionalized phenolic resin nanoparticles, polyether sulfone resin, polyvinyl pyrrolidone, two DMF mixed product by A, the product of A injection syringe, at a certain rate drops into the aqueous solution at room temperature, the static 24h after filtration collection, oven drying at low temperature by chromium adsorption material. The prepared material with diameter of 2 3mm, has stable structure for Cr

【技術實現步驟摘要】
一種水處理鉻吸附材料及其制備方法
本專利技術涉及一種納米復合材料及其制備方法，特別是一種水處理鉻吸附材料及其制備方法，屬于水處理材料制備領域。
技術介紹
隨著人類社會以及工業化的高速發展，水環境污染問題日益嚴重，已經危及到了人類的生存，成為了全人類所普遍關心的問題。重金屬鉻具有毒性大、在環境中不易被代謝、易被生物富集并有生物放大效應等特點，嚴重威脅著人類和水生動植物的生存。因此，探尋有效去除重金屬鉻的深度處理技術具有重要的環境意義。在眾多水處理應用材料中，納米材料因其具有巨大的比表面積，高的化學活性能，從而具有良好的還原和吸附性能，可以有效去除水體中的重金屬污染物。因此功能納米材料已經成為水處理領域的一個重要研究方向。雖然納米材料在解決水環境污染以及重金屬類物質的深度處理領域有優異的表現。然而，納米材料面臨①易團聚，難以回收利用。②易造成二次污染，難以實際工程應用的問題，制約了納米材料在水處理領域的實際應用。因此，納米材料的固定化成型技術成為解決納米材料的難以實際應用問題的關鍵所在。Pan等[LiangChen,XinZhao,BingcaiPan；JournalofHazardousMaterials,284(2015)35–42]利用原位制備的方法將納米氧化鋯微粒原位生長在離子交換樹脂球珠內部，所得到的復合材料對水體中磷酸鹽有良好的去除效果。但是，原位生長制備方法局限性大，只適用于特定納米顆粒的包覆，大多數納米顆粒無法原位生長于材料內部。Kwang-HoChoo等[H.-S.Parketal.JournalofHazardousMaterials286(2015)315–324]利用浸漬法，將活性炭浸漬于納米Fe粒子溶液中，制備對天然有機污染物具有高吸附性能的復合材料。然而，浸漬法存在納米材料流失以及穩定性差的問題。綜上所述，關于利用成型技術將納米吸附材料固定化，從而解決納米材料易流失問題的相關報道較少，且現有的合成固定化納米成型材料的工藝相對繁瑣，反應條件苛刻，所得材料穩定性較差。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種水處理鉻吸附材料及其制備方法。實現本專利技術目的的技術解決方案是：一種水處理鉻吸附材料，以重量份計，包括7～12份氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜樹脂和70～75份二甲基甲酰胺。更優選的，氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜樹脂的重量配比分別為10份、3份和10份。進一步的，所述吸附材料為殼層結構。上述吸附材料的制備方法，以聚醚砜樹脂為基體材料，氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子為吸附材料，包括如下步驟：(1)稱取7～12份的氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜樹脂，加入70～75份二甲基甲酰胺中混合攪拌溶解反應，得到混合溶液A，將A溶液超聲分散均勻；(2)將分散均勻的溶液A用注射器以1ml/min～4ml/min的速率滴入純水，在室溫下靜置24h以上后過濾收集，于25±5℃下烘干，得到所述的鉻吸附材料。上述步驟(1)中，所述的氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子通過如下步驟制備：稱取10～13質量份乙醇，35～40質量份水，0.5～0.6質量份乙二胺混合攪拌15-25分鐘，在30℃下向溶液中加入0.4份間苯二酚，0.6份甲醛攪拌24小時以上，離心收集，于100±10℃下干燥。上述步驟(1)中，攪拌溶解反應6～8h；反應溫度為30±5℃。本專利技術與現有技術相比，其顯著優點是：(1)通過聚醚砜樹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屬鉻；(2)本專利技術制得的水處理鉻吸附材料具有良好的穩定性；(3)制備的材料尺寸均一，通過改變注射器規格可以控制材料尺寸，制備方法簡單，易于工業化生產。附圖說明圖1為實施例1制得的鉻吸附材料的剖面掃描電子顯微鏡照片。圖2為本專利技術實施例1和對比例1制得的鉻吸附材料的(a為實施例1，b為對比例1)。具體實施方式本專利技術的構思是：利用聚醚砜樹脂作為殼層材料將氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子封裝在殼層材料內部，從而解決納米材料易流失產生二次污染的問題。實施例1第一步：稱取1g氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、0.3g聚乙烯吡咯烷酮和1g聚醚砜樹脂，加入6.3ml二甲基甲酰胺中混合攪拌溶解于燒杯中，在30℃油浴下磁力攪拌至溶解(6-8h)。第二步：將所得溶液置于200kw超聲波中超聲分散2h，得到均一的混合溶液。第三步：將超聲后的溶液用2ml注射器以1ml/min的速率滴入純水，得到粒徑為2mm-3mm的棕紅色球珠，將棕紅色球珠在25℃純水中靜置24h后過濾收集，于室溫下烘干，得到鉻吸附材料。制得的水處理鉻吸附材料的性能測試結果如表1所示。實施例2第一步：稱取0.8g氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、0.3g聚乙烯吡咯烷酮和1g聚醚砜樹脂，加入6.3ml二甲基甲酰胺中混合攪拌溶解于燒杯中，在30℃油浴下磁力攪拌至溶解(6-8h)。第二步：將所得溶液置于200kw超聲波中超聲分散2h，得到均一的混合溶液。第三步：將超聲后的溶液用2ml注射器以1ml/min的速率滴入純水，得到粒徑為2mm-3mm的棕紅色球珠，將棕紅色球珠在25℃純水中靜置24h后過濾收集，于室溫下烘干，得到鉻吸附材料。制得的水處理鉻吸附材料的性能測試結果如表1所示。實施例3第一步：稱取0.6g氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、0.3g聚乙烯吡咯烷酮和1g聚醚砜樹脂，加入6.3ml二甲基甲酰胺中混合攪拌溶解于燒杯中，在30℃油浴下磁力攪拌至溶解(6-8h)。第二步：將所得溶液置于200kw超聲波中超聲分散2h，得到均一的混合溶液。第三步：將超聲后的溶液用2ml注射器以1ml/min的速率滴入純水，得到粒徑為2mm-3mm的棕紅色球珠，將棕紅色球珠在25℃純水中靜置24h后過濾收集，于室溫下烘干，得到鉻吸附材料。制得的水處理鉻吸附材料的性能測試結果如表1所示。實施例4第一步：稱取1g氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、0.3g聚乙烯吡咯烷酮和1g聚醚砜樹脂，加入6.3ml二甲基甲酰胺中混合攪拌溶解于燒杯中，在30℃油浴下磁力攪拌至溶解(6-8h)。第二步：將所得溶液置于200kw超聲波中超聲分散2h，得到均一的混合溶液。第三步：將超聲后的溶液用5ml注射器以2.5ml/min的速率滴入純水，得到粒徑為3mm-4mm的棕紅色球珠，將棕紅色球珠在25℃純水中靜置24h后過濾收集，于室溫下烘干，得到鉻吸附材料。制得的水處理鉻吸附材料的性能測試結果如表1所示。對比例1稱取0.3g聚乙烯吡咯烷酮和1g聚醚砜樹脂，加入6.3ml二甲基甲酰胺中混合攪拌溶解于燒杯中，在30℃油浴下磁力攪拌至溶解(6-8h)。第二步：將所得溶液置于200kw超聲波中超聲分散2h，得到均一的混合溶液。第三步：將超聲后的溶液用2ml注射器以1ml/min的速率滴入純水，得到粒徑為2mm-3mm的白色球珠，將白色球珠在25℃純水中靜置24h后過濾收集，于室溫下烘干，得到鉻吸附材料。制得的水處理鉻吸附材料的性能測試結果如表1所示。表1將實施例1-3和對比例1的鉻吸附材料用于含鉻廢水處理：將其用于pH為2，鉻離子含量為100mg/L的廢水中時，鉻吸附材料用量為0.5g/L，即本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水處理鉻吸附材料，其特征在于，以重量份計，包括7～12份氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜樹脂和70～75份二甲基甲酰胺。

【技術特征摘要】
1.一種水處理鉻吸附材料，其特征在于，以重量份計，包括7～12份氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜樹脂和70～75份二甲基甲酰胺。2.如權利要求1所述的材料，其特征在于，氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜樹脂的重量配比分別為10份、3份和10份。3.如權利要求1所述的材料，其特征在于，所述吸附材料為殼層結構。4.一種水處理鉻吸附材料的制備方法，其特征在于，以聚醚砜樹脂為基體材料，氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子為吸附材料，包括如下步驟：(1)稱取7～12份的氨基功能化的酚醛樹脂納米粒子、3～4份聚乙烯吡咯烷酮，10～12份聚醚砜樹脂，加入70～75份二甲基甲酰...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李健生，林鵬，劉超，齊俊文，羅瑞，王連軍，孫秀云，沈錦優，韓衛清，劉曉東，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32