申请日2016.05.06
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号B01J20/22; B01J20/30; C02F1/28; C02F1/62
摘要
本发明提供了一种废水处理吸附材料及其制备方法。由以下步骤制备而成：(1)将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌30‑50分钟;(2)过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;(3)将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水搅拌;(4)加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、γ‑巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌;(5)在室温下静置24小时;(6)放入烘箱中烘干;(7)放入马弗炉中焙烧即得。本发明的废水处理吸附材料对于Cu2+的吸附效果很好，同时对于CN‑的分解率也较高，具有很高的废水处理能力。
权利要求书
1. 一种废水处理吸附材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌2-4份、纳米二氧化硅5-8份、纳米二氧化钛2-5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.5-1份、二丁基羟基甲苯0.6-1份、磷脂酰胆碱1-2份、柠檬酸0.2-0.5份、硅酸钠20-40份、钛酸丁酯20-40份、盐酸2-5份、无水乙醇70-100份、蒸馏水100-200份。
2. 根据权利要求1所述的一种废水处理吸附材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌2.5-3.5份、纳米二氧化硅6-7份、纳米二氧化钛3-4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.3-1.7份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.6-0.9份、二丁基羟基甲苯0.7-0.9份、磷脂酰胆碱1.2-1.8份、柠檬酸0.3-0.4份、硅酸钠25-35份、钛酸丁酯25-35份、盐酸3-4份、无水乙醇80-90份、蒸馏水120-180份。
3. 权利要求1至2任一项所述的一种废水处理吸附材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1) 将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌30-50分钟;
(2) 过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;
(3) 将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为100-150r/min下搅拌60-80分钟;
(4) 加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌4-5小时;
(5) 在室温下静置24小时;
(6) 放入烘箱中，在温度70-80℃下烘干;
(7) 放入马弗炉中，在温度500-520℃下焙烧2-2.5小时即得。
4. 根据权利要求3所述的一种废水处理吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中搅拌时间为35-45分钟。
5. 根据权利要求3所述的一种废水处理吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中转速为110-140r/min，搅拌时间为65-75分钟。
6. 根据权利要求3所述的一种废水处理吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中搅拌时间为4.5小时。
7. 根据权利要求3所述的一种废水处理吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中温度为75℃。
8. 根据权利要求3所述的一种废水处理吸附材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中温度为510℃，焙烧时间为2.2小时。
说明书
一种废水处理吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种废水处理吸附材料及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们对物质生活水平的要求也越来越高，越来越多的人将积蓄用来投资，黄金的投资就是人们投资的一部分。而伴随着黄金业的发展，是黄金产生的废水对环境的污染，对人体的危害。这种废水含有氰根离子，是一种剧毒污染废水，它的处理方法目前主要包括净化法和再生法。但是这两种方法都不能同时去除废水中的重金属离子和氰根离子，而且处理工艺复杂，成本高。另一种吸附法能同时吸附重金属离子和氰根离子，但是不能分解氰根离子，并没有从实质上避开氰根离子的危害。因此，研究开发一种不仅能吸附重金属离子，而且能够分解氰根离子的材料对于黄金业的发展，环境的保护和人类的健康都具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种废水处理吸附材料，对于Cu2+的吸附效果很好，同时对于CN-的分解率也较高，具有很高的废水处理能力。
技术方案：一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌2-4份、纳米二氧化硅5-8份、纳米二氧化钛2-5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.5-1份、二丁基羟基甲苯0.6-1份、磷脂酰胆碱1-2份、柠檬酸0.2-0.5份、硅酸钠20-40份、钛酸丁酯20-40份、盐酸2-5份、无水乙醇70-100份、蒸馏水100-200份。
进一步优选的，所述的一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌2.5-3.5份、纳米二氧化硅6-7份、纳米二氧化钛3-4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.3-1.7份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.6-0.9份、二丁基羟基甲苯0.7-0.9份、磷脂酰胆碱1.2-1.8份、柠檬酸0.3-0.4份、硅酸钠25-35份、钛酸丁酯25-35份、盐酸3-4份、无水乙醇80-90份、蒸馏水120-180份。
上述废水处理吸附材料的制备方法包括以下步骤：
(1) 将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌30-50分钟;
(2) 过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;
(3) 将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为100-150r/min下搅拌60-80分钟;
(4) 加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌4-5小时;
(5) 在室温下静置24小时;
(6) 放入烘箱中，在温度70-80℃下烘干;
(7) 放入马弗炉中，在温度500-520℃下焙烧2-2.5小时即得。
进一步优选的，步骤(1)中搅拌时间为35-45分钟。
进一步优选的，步骤(3)中转速为110-140r/min，搅拌时间为65-75分钟。
进一步优选的，步骤(4)中搅拌时间为4.5小时。
进一步优选的，步骤(6)中温度为75℃。
进一步优选的，步骤(7)中温度为510℃，焙烧时间为2.2小时。
有益效果：本发明的废水处理吸附材料对于Cu2+的吸附效果很好，最高可达97.3%，同时，本发明材料对于CN-的分解率也较高，去除率在90%左右，具有很高的废水处理能力。
具体实施方式
实施例1
一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌2.5份、纳米二氧化硅6份、纳米二氧化钛3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.3份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.6份、二丁基羟基甲苯0.7份、磷脂酰胆碱1.2份、柠檬酸0.3份、硅酸钠25份、钛酸丁酯25份、盐酸3份、无水乙醇80份、蒸馏水120份。
上述废水处理吸附材料的制备方法为：(1)将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌35分钟;(2)过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;(3)将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为110r/min下搅拌65分钟;(4)加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌4.5小时;(5)在室温下静置24小时;(6)放入烘箱中，在温度75℃下烘干;(7)放入马弗炉中，在温度510℃下焙烧2.2小时即得。
实施例2
一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌3.5份、纳米二氧化硅7份、纳米二氧化钛4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.7份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.9份、二丁基羟基甲苯0.9份、磷脂酰胆碱1.8份、柠檬酸0.4份、硅酸钠35份、钛酸丁酯35份、盐酸4份、无水乙醇90份、蒸馏水180份。
上述废水处理吸附材料的制备方法为：(1)将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌45分钟;(2)过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;(3)将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为140r/min下搅拌75分钟;(4)加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌4.5小时;(5)在室温下静置24小时;(6)放入烘箱中，在温度75℃下烘干;(7)放入马弗炉中，在温度510℃下焙烧2.2小时即得。
实施例3
一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌2份、纳米二氧化硅5份、纳米二氧化钛2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.5份、二丁基羟基甲苯0.6份、磷脂酰胆碱1份、柠檬酸0.2份、硅酸钠20份、钛酸丁酯20份、盐酸2份、无水乙醇70份、蒸馏水100份。
上述废水处理吸附材料的制备方法为：(1)将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌30分钟;(2)过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;(3)将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为100r/min下搅拌60分钟;(4)加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌4小时;(5)在室温下静置24小时;(6)放入烘箱中，在温度70℃下烘干;(7)放入马弗炉中，在温度500℃下焙烧2小时即得。
实施例4
一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌3份、纳米二氧化硅6.5份、纳米二氧化钛3.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.75份、二丁基羟基甲苯0.8份、磷脂酰胆碱1.5份、柠檬酸0.35份、硅酸钠30份、钛酸丁酯30份、盐酸3.5份、无水乙醇85份、蒸馏水150份。
上述废水处理吸附材料的制备方法为：(1)将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌40分钟;(2)过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;(3)将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为125r/min下搅拌70分钟;(4)加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌4.5小时;(5)在室温下静置24小时;(6)放入烘箱中，在温度75℃下烘干;(7)放入马弗炉中，在温度510℃下焙烧2.25小时即得。
实施例5
一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌4份、纳米二氧化硅8份、纳米二氧化钛5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷1份、二丁基羟基甲苯1份、磷脂酰胆碱2份、柠檬酸0.5份、硅酸钠40份、钛酸丁酯40份、盐酸5份、无水乙醇100份、蒸馏水200份。
上述废水处理吸附材料的制备方法为：(1)将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌50分钟;(2)过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;(3)将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为150r/min下搅拌80分钟;(4)加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌5小时;(5)在室温下静置24小时;(6)放入烘箱中，在温度80℃下烘干;(7)放入马弗炉中，在温度520℃下焙烧2.5小时即得。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷。具体地说是：
一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌4份、纳米二氧化硅8份、纳米二氧化钛5份、二丁基羟基甲苯1份、磷脂酰胆碱2份、柠檬酸0.5份、硅酸钠40份、钛酸丁酯40份、盐酸5份、无水乙醇100份、蒸馏水200份。
上述废水处理吸附材料的制备方法为：(1)将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌50分钟;(2)过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;(3)将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为150r/min下搅拌80分钟;(4)加入产物A、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌5小时;(5)在室温下静置24小时;(6)放入烘箱中，在温度80℃下烘干;(7)放入马弗炉中，在温度520℃下焙烧2.5小时即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有纳米二氧化硅和纳米二氧化钛。具体地说是：
一种废水处理吸附材料，由以下成分以重量份制备而成：纳米氧化锌4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷1份、二丁基羟基甲苯1份、磷脂酰胆碱2份、柠檬酸0.5份、硅酸钠40份、钛酸丁酯40份、盐酸5份、无水乙醇100份、蒸馏水200份。
上述废水处理吸附材料的制备方法为：(1)将硅酸钠、一半盐酸和一半蒸馏水混合，搅拌50分钟;(2)过滤，用去离子水洗至中性，得产物A;(3)将钛酸丁酯和无水乙醇混合，搅拌至溶液呈透明，加入剩余盐酸和剩余蒸馏水，在转速为150r/min下搅拌80分钟;(4)加入产物A、纳米氧化锌、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二丁基羟基甲苯、磷脂酰胆碱和柠檬酸，继续搅拌5小时;(5)在室温下静置24小时;(6)放入烘箱中，在温度80℃下烘干;(7)放入马弗炉中，在温度520℃下焙烧2.5小时即得。
将各实施例各项性能与对比例作对比，对比结果见下表，我们可以看到本发明实施例对于Cu2+的吸附效果很好，最高可达97.3%，同时，本发明材料对于CN-的分解率也较高，去除率在90%左右，具有很高的废水处理能力。
表1 废水处理吸附材料的部分性能指标
产品名称Cu<sup>2+</sup>吸附率(%)CN-分解率(%)实施例196.789.9实施例297.390.3实施例396.689.6实施例496.990.1实施例597.190.1对比例192.989.2对比例295.387.4
注：废水与本发明材料质量比为1:100，废水中Cu2+浓度为870mg/L，CN-浓度为545mg/L。
