廢水處理設(shè)施:本發(fā)明公開(kāi)了一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，將硝酸鐵和硝酸鈷溶于去離子水中，加入改性凹凸棒土雜化微球，攪拌混勻，升溫回流反應(yīng)，離心、洗滌、烘干得改性凹凸棒土?四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球;將2?甲基咪唑和中空氧化鋅微球加入甲醇中，攪拌混合溶解反應(yīng)，離心分離、洗滌，干燥得氧化鋅復(fù)合微球;向納米四氧化三鐵中加入十六烷基三甲基溴化銨、超純水、無(wú)水乙醇、氨水，超聲分散后，滴加鈦酸四丁酯超聲，添加葵花粉磁力攪拌，磁場(chǎng)分離后清洗，分散到丙酮中，加熱回流攪拌，磁場(chǎng)分離，醇洗后干燥，在管式爐中升溫處理，降溫后與改性凹凸棒土?四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球、氧化鋅復(fù)合微球混合球磨，得到磁性雜化微球吸附材料。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，其特征在于，包括如下步驟，下述原料按重量份計(jì)：

　　(1)改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球的制備：

　　將7-9份硝酸鐵和2-4份硝酸鈷溶于300-400份去離子水中，加入3-4份改性凹凸棒土雜化微球，攪拌混合均勻，調(diào)節(jié)pH為11-12，升溫至70-80℃回流反應(yīng)3-4h，離心、洗滌、烘干得改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球;

　　氧化鋅復(fù)合微球的制備：

　　將4-6份2-甲基咪唑和2-3份中空氧化鋅微球加入40-50份甲醇中，攪拌混合溶解，在60-65℃下恒溫反應(yīng)5-6h，離心分離、用甲醇洗滌3-5次，在60-65℃下真空干燥5-6h得氧化鋅復(fù)合微球;

　　(3)磁性雜化微球吸附材料的制備：

　　向0.1-0.2份納米四氧化三鐵中加入1.8-3.6份十六烷基三甲基溴化銨、400-500份超純水、290-360份無(wú)水乙醇、5-6份氨水，超聲分散后，滴加2.2-2.4份鈦酸四丁酯超聲10-20min，再添加6-9份葵花粉磁力攪拌5-6h，磁場(chǎng)分離后清洗，分散到47-60份丙酮中，在80-90℃下加熱回流攪拌4-8h，磁場(chǎng)分離，醇洗3-5次后在60-70℃下真空干燥，放入200-210℃管式爐中處理20-30min，再升溫至500-510℃處理50-60min，降溫后與(1)、(2)中所得物料混合球磨，得到磁性雜化微球吸附材料。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，其特征在于，步驟(1)中改性凹凸棒土雜化微球的制備：

　　將4-6份聚醚砜1:8-9溶解在N,N-二甲基溴化銨中，加入3-4份酸熱活化改性處理的凹凸棒土，充分?jǐn)嚢韬螅渭拥秸麴s水中，水洗后再用乙醇浸泡清洗，烘干得改性凹凸棒土雜化微球。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，其特征在于，步驟(3)中升溫速率為4-6℃/min。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，其特征在于，酸熱活化改性處理凹凸棒土：向3-4份凹凸棒土中加入2mol/L的鹽酸，活化1-2h后，抽濾、水洗至中性，置于600-610℃馬弗爐中煅燒2-3h，冷卻，研磨粉碎過(guò)100目篩，得到酸熱活化改性處理的凹凸棒土。

　　廢水處理設(shè)施:說(shuō)明書(shū)

　　一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法

　　廢水處理設(shè)施:技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法。

　　廢水處理設(shè)施:背景技術(shù)

　　雙酚A是一種人工合成的二苯基甲烷衍生物類有機(jī)物，是世界上生產(chǎn)量最高的化學(xué)品之一，主要用于制造聚碳酸酯塑料。它常在自然水體中被檢出，對(duì)水生生物具有急性毒性，且作為一種內(nèi)分泌干擾物，其對(duì)男性生殖功能有不良影響，能夠破壞人體甲狀腺功能，會(huì)引起代謝功能相關(guān)的疾病和心血管疾病等。目前對(duì)于含內(nèi)分泌干擾物污水的處理方法主要有吸附分離法、膜分離法、高級(jí)氧化法和生物降解法相對(duì)于其他水處理技術(shù)，吸附法有著去除率高、價(jià)格低廉、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作容易等優(yōu)點(diǎn)。

　　凹凸棒土是一種天然纖維狀、水合硅酸鋁鎂類黏土礦物，常作為吸附劑用于吸附染料、重金屬和環(huán)境有機(jī)毒素等。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)凹凸棒土作為吸附劑的研宄尚存不足和難點(diǎn)：研究人員對(duì)于凹凸棒的研宄大都是粉末狀，粉末狀吸附劑雖然吸附效果好，但是難以回收再利用;改性方法和吸附對(duì)象過(guò)于單一;應(yīng)用凹凸棒對(duì)環(huán)境有機(jī)毒素進(jìn)行吸附的研究較少;對(duì)于機(jī)理的研宄不夠深入;對(duì)于吸附后廢棄物處理的研宄較少，實(shí)際應(yīng)用中容易再次進(jìn)入環(huán)境造成二次污染。

　　廢水處理設(shè)施:發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的問(wèn)題，提供了一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，依照該方法制備的磁性雜化微球吸附材料對(duì)污水中重金屬離子、雙酚A、鈾(VI)的吸附去除效果高。

　　本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

　　一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，包括如下步驟，下述原料按重量份計(jì)：

　　(1)改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球的制備：

　　將7-9份硝酸鐵和2-4份硝酸鈷溶于300-400份去離子水中，加入3-4份改性凹凸棒土雜化微球，攪拌混合均勻，調(diào)節(jié)pH為11-12，升溫至70-80℃回流反應(yīng)3-4h，離心、洗滌、烘干得改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球;

　　熱活化改性凹凸棒土添加顯著地降低了污水中重金屬離子Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+的含量，其吸附性能提升;以酸熱改性凹凸棒土和聚醚砜為原料，制備了改性凹凸棒土雜化微球，摻雜后的雜化微球?qū)﹄p酚A的吸附量得到提升，雜化微球?qū)﹄p酚A的吸附去除率高;在改性凹凸棒土雜化微球表面負(fù)載四氧二鐵酸鈷磁性顆粒，所得磁性雜化微球?qū)﹄p酚A和鈾的吸附作用是凹凸棒土和四氧二鐵酸鈷對(duì)雙酚A和鈾的吸附作用的結(jié)合;

　　(2)氧化鋅復(fù)合微球的制備：

　　將4-6份2-甲基咪唑和2-3份中空氧化鋅微球加入40-50份甲醇中，攪拌混合溶解，在60-65℃下恒溫反應(yīng)5-6h，離心分離、用甲醇洗滌3-5次，在60-65℃下真空干燥5-6h得氧化鋅復(fù)合微球;

　　利用氧化鋅誘導(dǎo)制備了氧化鋅復(fù)合微球，分散性好，可將其用于污水中鈾的去除，吸附機(jī)理可能與鈾酰離子與復(fù)合材料之間的配位作用和氫鍵作用相關(guān);

　　(3)磁性雜化微球吸附材料的制備：

　　向0.1-0.2份納米四氧化三鐵中加入1.8-3.6份十六烷基三甲基溴化銨、400-500份超純水、290-360份無(wú)水乙醇、5-6份氨水，超聲分散后，滴加2.2-2.4份鈦酸四丁酯超聲10-20min，再添加6-9份葵花粉磁力攪拌5-6h，磁場(chǎng)分離后清洗，分散到47-60份丙酮中，在80-90℃下加熱回流攪拌4-8h，磁場(chǎng)分離，醇洗3-5次后在60-70℃下真空干燥，放入200-210℃管式爐中處理20-30min，再升溫至500-510℃處理50-60min，降溫后與(1)、(2)中所得物料混合球磨，得到磁性雜化微球吸附材料;

　　采用十六烷基三甲基溴化銨、超純水、無(wú)水乙醇、氨水對(duì)納米四氧化三鐵表面進(jìn)行改性，將葵花粉通過(guò)溶膠凝膠法與二氧化鈦顆粒、納米四氧化三鐵進(jìn)行復(fù)合，制備了磁性二氧化鈦-葵花粉吸附材料，再將其與所得改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球、氧化鋅復(fù)合微球混合球磨，得到磁性雜化微球吸附材料;對(duì)雙酚A的吸附量高，主要是分子中苯環(huán)以π-π共軛方式與吸附劑表面苯基發(fā)生作用增強(qiáng)吸附性能;對(duì)鈾的吸附容量和去除率高。

　　進(jìn)一步的，步驟(1)中改性凹凸棒土雜化微球的制備：將4-6份聚醚砜1:8-9溶解在N,N-二甲基溴化銨中，加入3-4份酸熱活化改性處理的凹凸棒土，充分?jǐn)嚢韬螅渭拥秸麴s水中，水洗后再用乙醇浸泡清洗，烘干得改性凹凸棒土雜化微球;

　　酸熱活化改性處理凹凸棒土：向3-4份凹凸棒土中加入2mol/L的鹽酸，活化1-2h后，抽濾、水洗至中性，置于600-610℃馬弗爐中煅燒2-3h，冷卻，研磨粉碎過(guò)100目篩，得到酸熱活化改性處理的凹凸棒土。

　　進(jìn)一步的，步驟(3)中升溫速率為4-6℃/min。

　　本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)熱活化改性凹凸棒土添加顯著地降低了污水中重金屬離子Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+的含量，其吸附性能提升;以酸熱改性凹凸棒土和聚醚砜為原料，制備了改性凹凸棒土雜化微球，摻雜后的雜化微球?qū)﹄p酚A的吸附量得到提升，雜化微球?qū)﹄p酚A的吸附去除率高，該雜化微球可作為吸附劑在污水處理中具有潛在應(yīng)用價(jià)值;

　　在改性凹凸棒土雜化微球表面負(fù)載四氧二鐵酸鈷磁性顆粒，所得磁性雜化微球?qū)﹄p酚A和鈾(VI)的吸附作用是凹凸棒土和四氧二鐵酸鈷對(duì)雙酚A和鈾(VI)的吸附作用的結(jié)合，在外加磁場(chǎng)的情況下，磁性雜化微球能快速固液分離;

　　(2)利用氧化鋅誘導(dǎo)制備分散性好的氧化鋅復(fù)合微球，可將其用于污水中鈾的去除，吸附機(jī)理可能與鈾酰離子與復(fù)合材料之間的配位作用和氫鍵作用相關(guān)。

　　(3)采用十六烷基三甲基溴化銨、超純水、無(wú)水乙醇、氨水對(duì)納米四氧化三鐵表面進(jìn)行改性，將葵花粉通過(guò)溶膠凝膠法與二氧化鈦顆粒、納米四氧化三鐵進(jìn)行復(fù)合，制備了磁性二氧化鈦-葵花粉吸附材料，再將其與所得改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球、氧化鋅復(fù)合微球混合球磨，得到磁性雜化微球吸附材料;對(duì)雙酚A的吸附量高，主要是分子中苯環(huán)以π-π共軛方式與吸附劑表面苯基發(fā)生作用增強(qiáng)吸附性能;對(duì)鈾(VI)的吸附容量、去除率高。

　　具體實(shí)施方式

　　實(shí)施例1

　　一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，其特征在于，包括如下步驟，下述原料按重量份計(jì)：

　　(1)改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球的制備：

　　將7份硝酸鐵和2份硝酸鈷溶于300份去離子水中，加入3份改性凹凸棒土雜化微球，攪拌混合均勻，調(diào)節(jié)pH為11，升溫至70℃回流反應(yīng)3h，離心、洗滌、烘干得改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球;

　　其中，改性凹凸棒土雜化微球的制備：將4份聚醚砜1:8溶解在N,N-二甲基溴化銨中，加入3份酸熱活化改性處理的凹凸棒土，充分?jǐn)嚢韬?，滴加到蒸餾水中，水洗后再用乙醇浸泡清洗，烘干得改性凹凸棒土雜化微球;

　　酸熱活化改性處理凹凸棒土：向3份凹凸棒土中加入2mol/L的鹽酸，活化1h后，抽濾、水洗至中性，置于600℃馬弗爐中煅燒3h，冷卻，研磨粉碎過(guò)100目篩，得到酸熱活化改性處理的凹凸棒土;

　　(2)氧化鋅復(fù)合微球的制備：

　　將4份2-甲基咪唑和2份中空氧化鋅微球加入40份甲醇中，攪拌混合溶解，在60℃下恒溫反應(yīng)6h，離心分離、用甲醇洗滌3次，在60℃下真空干燥6h得氧化鋅復(fù)合微球;

　　(3)磁性雜化微球吸附材料的制備：

　　向0.1份納米四氧化三鐵中加入1.8份十六烷基三甲基溴化銨、400份超純水、290份無(wú)水乙醇、5份氨水，超聲分散后，滴加2.2份鈦酸四丁酯超聲10min，再添加6份葵花粉磁力攪拌5h，磁場(chǎng)分離后清洗，分散到47份丙酮中，在80℃下加熱回流攪拌8h，磁場(chǎng)分離，醇洗3次后在60℃下真空干燥，放入200℃管式爐中處理30min，再升溫至500℃處理60min，降溫后與(1)、(2)中所得物料混合球磨，得到磁性雜化微球吸附材料;

　　其中，升溫速率為4℃/min。

　　實(shí)施例2

　　一種制備污水處理用磁性雜化微球吸附材料的方法，其特征在于，包括如下步驟，下述原料按重量份計(jì)：

　　(1)改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球的制備：

　　將9份硝酸鐵和4份硝酸鈷溶于400份去離子水中，加入4份改性凹凸棒土雜化微球，攪拌混合均勻，調(diào)節(jié)pH為12，升溫至80℃回流反應(yīng)3h，離心、洗滌、烘干得改性凹凸棒土-四氧二鐵酸鈷磁性雜化微球;

　　其中，改性凹凸棒土雜化微球的制備：將6份聚醚砜1:9溶解在N,N-二甲基溴化銨中，加入4份酸熱活化改性處理的凹凸棒土，充分?jǐn)嚢韬?，滴加到蒸餾水中，水洗后再用乙醇浸泡清洗，烘干得改性凹凸棒土雜化微球;

　　酸熱活化改性處理凹凸棒土：向4份凹凸棒土中加入2mol/L的鹽酸，活化2h后，抽濾、水洗至中性，置于610℃馬弗爐中煅燒2h，冷卻，研磨粉碎過(guò)100目篩，得到酸熱活化改性處理的凹凸棒土;

　　(2)氧化鋅復(fù)合微球的制備：

　　將6份2-甲基咪唑和3份中空氧化鋅微球加入50份甲醇中，攪拌混合溶解，在65℃下恒溫反應(yīng)5h，離心分離、用甲醇洗滌5次，在65℃下真空干燥5h得氧化鋅復(fù)合微球;

　　(3)磁性雜化微球吸附材料的制備：

　　向0.2份納米四氧化三鐵中加入3.6份十六烷基三甲基溴化銨、500份超純水、360份無(wú)水乙醇、6份氨水，超聲分散后，滴加2.4份鈦酸四丁酯超聲20min，再添加9份葵花粉磁力攪拌6h，磁場(chǎng)分離后清洗，分散到60份丙酮中，在90℃下加熱回流攪拌4h，磁場(chǎng)分離，醇洗5次后在70℃下真空干燥，放入210℃管式爐中處理20min，再升溫至510℃處理50min，降溫后與(1)、(2)中所得物料混合球磨，得到磁性雜化微球吸附材料;

　　其中，升溫速率為6℃/min。

　　為了對(duì)比本發(fā)明制備的磁性雜化微球吸附材料的性能，對(duì)上述實(shí)施例1、實(shí)施例2方法對(duì)應(yīng)制得的磁性雜化微球吸附材料，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能檢測(cè)，具體對(duì)比數(shù)據(jù)如下表1所示：

　　實(shí)驗(yàn)所用污水的初始重金屬離子濃度為50mg/L，初始雙酚A濃度為50mg/L，初始鈾(VI)的濃度為50mg/L，復(fù)合吸附材料的投加量為5g/L，在室溫下振蕩充分反應(yīng)后，測(cè)量剩余污染物的濃度，計(jì)算吸附去除效率;

　　表1

　　按照本發(fā)明實(shí)施例的方法制備的磁性雜化微球吸附材料對(duì)污水中的重金屬離子、雙酚A、鈾(VI)的吸附去除能力強(qiáng)，對(duì)污水中Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+的吸附去除率均達(dá)到為98%以上。