本发明涉及一种污水处理剂的制备方法。
背景技术：
：由于人口增长和经济发展，对资源的过量开采和不合理开发利用而产生的影响资源质量的一系列问题，这些问题已经直接威胁到我们和子孙后代的生存。我国同样面临着这些问题，我国是一个水资源医乏的国家，如何缓解水资源医乏以及污染等问题已经成为一个刻不容缓的问题。目前，处理水资源污染问题有物理、化学、生物、综合等多种方法，但是物理方法多存在处理效果不佳，处理率不稳定问题；生物方法处理成本过高，不适宜推广使用；多采用化学方法来处理污水，但是现有的污水处理剂，其试剂成分存在二次污染问题，对环境也会有一定的影响。无机絮凝剂复合聚合物成为目前研究最多的絮凝剂，具有絮凝效果好、毒性低的特点，但是无机絮凝剂与高分子聚合物之间的结合是课题研究的难题，无机絮凝剂通常与高分子通过包裹的形式结合，这样就虚弱了无机絮凝剂部分的污水处理能力。技术实现要素：本发明提供一种污水处理剂的制备方法，通过将膨润土改性，以壳聚糖插层膨润土，然后在以高分子接枝壳聚糖制备污水处理剂，本发明制备的污水处理剂膨润土与聚合物连接紧密，对重金属污染水处理效果好。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将20份钠基膨润土和2～4份质量分数为20％的盐酸加入50份质量分数为1.5～2％的十二烷基硫酸钠，然后在76～82℃下超声30～45min，超声结束后过滤，再洗涤至中性，干燥后得到改性膨润土；S2.按重量份数计，将3～5份壳聚糖加入50份质量分数为1～1.2％的醋酸水溶液中，搅拌20～30min，然后加入10～13份改性膨润土，在85～90℃下搅拌1.5～2h，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎得到插层膨润土；S3.按重量份数计，将0.12～0.14份过硫酸铵加入6份去离子水中溶解，然后再加入18～20份插层膨润土，搅拌均匀后密闭静置20～35min，得到聚合种子；S4.按重量份数计，将0.32～0.41份氢氧化钠加入50份水中、再依次加入3～4份丙烯酸、6～8份丙烯酰胺、0.02～0.04份马来酸酐、0.002～0.003份阻聚剂，在50～55℃下持续搅拌，然后依次加入20份聚合种子、0.08～0.11份亚硫酸钠、0.5～0.6份硫酸铜，反应5～8min后加入0.02～0.05份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应50～60min，然后过滤，先用脱附液清洗，然后再用水清洗至中性，最后干燥粉碎得到污水处理剂。进一步地，所述阻聚剂为对苯二酚、1,1-二苯基-2-苦基肼中的任意一种。进一步地，所述脱附液为质量分数为7～10％的乙二胺四乙酸二钠水溶液，乙二胺四乙酸二钠水溶液的pH值为1～2。进一步地，所述插层膨润土的粒径为0.1～1mm。进一步地，S3中所述静置的过程中，温度为15～30℃，同时保持避光。本发明的有益效果：(1)膨润土为层片结构，层间距是影响膨润土吸附性能的重要因素，而且层间距大有利于插层的进行，本发明以盐酸活化钠基膨润土，提高膨润土的反应活性，同时利用十二烷基硫酸钠配合超声扩大膨润土的层间距，使得膨润土具有更大的吸附容量，有利于提高产品的吸附性能，同时十二烷基硫酸钠有利于提高膨润土在水溶液中的分散性和稳定性，有利于后续的改性。(2)本发明以壳聚糖插层膨润土，使得壳聚糖固定在膨润土的层片结构之间，壳聚糖是一种生物质材料，具有良好的生物相容性和大量的活性基团，有利于提高与高分子之间的接枝率，本发明以丙烯酸、丙烯酰胺和马来酸酐为单体与壳聚糖进行接枝共聚，从而使得高分子复合物与无机材料膨润土连接上，高分子以链状方式连接在膨润土层间的壳聚糖上，避免膨润土本体被高分子包裹，从而使得膨润土本体的吸附性能得到保护。传统的包裹复合方式在高分子润涨后，无机物质容易剥离，本发明制备的污水处理剂放入水中后，膨润土不会从处理剂中剥离出来，无机物质的沉降速度要高于亲水高分子，本发明制备的污水处理剂具有沉降速度均衡的优点。无机高分子初始时的吸附效率高，弥补了高分子初始吸附效率低的缺点，本发明无机物质膨润土吸附性能强，有利于提高污水处理剂的净水效率。(3)本发明以插层膨润土为材料，利用插层膨润土的吸附性能，使得插层膨润土吸附含有引发剂过硫酸铵的溶液，使得插层膨润土形成聚合种子，当聚合种子加入到含有反应单体的溶液中时，反应以聚合种子为中心进行聚合，有利于提高聚合物与壳聚糖的接枝率，提高接枝率能够增加处理剂上功能基团的数量，从而增强吸附性能。(4)本发明在制备污水处理剂过程中加入硫酸铜，硫酸铜作为模板分子，在反应结束后被吸附或者包裹在污水处理剂中，本发明以乙二胺四乙酸二钠水溶液将其洗脱，使得处理剂上形成更多空穴，在提高吸附量的同时，也有利于提高本发明对铜离子的选择吸附性能。具体实施方式为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。实施例1一种污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将20份钠基膨润土和2份质量分数为20％的盐酸加入50份质量分数为1.6％的十二烷基硫酸钠，然后在82℃下超声30min，超声结束后过滤，再洗涤至中性，干燥后得到改性膨润土；S2.按重量份数计，将4份壳聚糖加入50份质量分数为1.2％的醋酸水溶液中，搅拌20min，然后加入12份改性膨润土，在90℃下搅拌1.5h，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎得到插层膨润土；S3.按重量份数计，将0.13份过硫酸铵加入6份去离子水中溶解，然后再加入20份插层膨润土，搅拌均匀后15℃下避光密闭静置30min，得到聚合种子；S4.按重量份数计，将0.41份氢氧化钠加入50份水中、再依次加入3份丙烯酸、7份丙烯酰胺、0.04份马来酸酐、0.002份对苯二酚，在52℃下持续搅拌，然后依次加入20份聚合种子、0.11份亚硫酸钠、0.5份硫酸铜，反应6min后加入0.05份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应50min，然后过滤，先用质量分数为8％且pH值为2的乙二胺四乙酸二钠水溶液，然后再用水清洗至中性，最后干燥粉碎得到污水处理剂。所述插层膨润土的粒径为0.1mm。实施例2一种污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将20份钠基膨润土和4份质量分数为20％的盐酸加入50份质量分数为1.5％的十二烷基硫酸钠，然后在80℃下超声45min，超声结束后过滤，再洗涤至中性，干燥后得到改性膨润土；S2.按重量份数计，将3份壳聚糖加入50份质量分数为1.1％的醋酸水溶液中，搅拌30min，然后加入10份改性膨润土，在88℃下搅拌2h，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎得到插层膨润土；S3.按重量份数计，将0.12份过硫酸铵加入6份去离子水中溶解，然后再加入19份插层膨润土，搅拌均匀后30℃下避光密闭静置20min，得到聚合种子；S4.按重量份数计，将0.36份氢氧化钠加入50份水中、再依次加入4份丙烯酸、6份丙烯酰胺、0.03份马来酸酐、0.003份1,1-二苯基-2-苦基肼，在50℃下持续搅拌，然后依次加入20份聚合种子、0.09份亚硫酸钠、0.6份硫酸铜，反应5min后加入0.04份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应60min，然后过滤，先用质量分数为7％且pH值为1.5的乙二胺四乙酸二钠水溶液，然后再用水清洗至中性，最后干燥粉碎得到污水处理剂。所述插层膨润土的粒径为1mm。实施例3一种污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将20份钠基膨润土和3份质量分数为20％的盐酸加入50份质量分数为2％的十二烷基硫酸钠，然后在76℃下超声40min，超声结束后过滤，再洗涤至中性，干燥后得到改性膨润土；S2.按重量份数计，将5份壳聚糖加入50份质量分数为1％的醋酸水溶液中，搅拌25min，然后加入13份改性膨润土，在85℃下搅拌1.8h，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎得到插层膨润土；S3.按重量份数计，将0.14份过硫酸铵加入6份去离子水中溶解，然后再加入18份插层膨润土，搅拌均匀后17℃下避光密闭静置35min，得到聚合种子；S4.按重量份数计，将0.32份氢氧化钠加入50份水中、再依次加入3.5份丙烯酸、8份丙烯酰胺、0.02份马来酸酐、0.0026份对苯二酚，在55℃下持续搅拌，然后依次加入20份聚合种子、0.11份亚硫酸钠、0.5份硫酸铜，反应6min后加入0.05份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应50min，然后过滤，先用质量分数为9％且pH值为2的乙二胺四乙酸二钠水溶液，然后再用水清洗至中性，最后干燥粉碎得到污水处理剂。所述插层膨润土的粒径为0.1mm。实施例4一种污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将20份钠基膨润土和2份质量分数为20％的盐酸加入50份质量分数为1.5％的十二烷基硫酸钠，然后在76℃下超声30min，超声结束后过滤，再洗涤至中性，干燥后得到改性膨润土；S2.按重量份数计，将4份壳聚糖加入50份质量分数为1.1％的醋酸水溶液中，搅拌25min，然后加入11份改性膨润土，在85℃下搅拌1.5h，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎得到插层膨润土；S3.按重量份数计，将0.14份过硫酸铵加入6份去离子水中溶解，然后再加入18份插层膨润土，搅拌均匀后30℃下避光密闭静置20min，得到聚合种子；S4.按重量份数计，将0.32份氢氧化钠加入50份水中、再依次加入3.2份丙烯酸、7份丙烯酰胺、0.04份马来酸酐、0.002份1,1-二苯基-2-苦基肼，在50℃下持续搅拌，然后依次加入20份聚合种子、0.08份亚硫酸钠、0.55份硫酸铜，反应8min后加入0.02份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应56min，然后过滤，先用质量分数为10％且pH值为1的乙二胺四乙酸二钠水溶液，然后再用水清洗至中性，最后干燥粉碎得到污水处理剂。所述插层膨润土的粒径为0.5mm。实施例5一种污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将20份钠基膨润土和2.5份质量分数为20％的盐酸加入50份质量分数为1.5％的十二烷基硫酸钠，然后在82℃下超声45min，超声结束后过滤，再洗涤至中性，干燥后得到改性膨润土；S2.按重量份数计，将5份壳聚糖加入50份质量分数为1.2％的醋酸水溶液中，搅拌30min，然后加入13份改性膨润土，在85℃下搅拌1.5h，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎得到插层膨润土；S3.按重量份数计，将0.12份过硫酸铵加入6份去离子水中溶解，然后再加入19份插层膨润土，搅拌均匀后15℃下避光密闭静置20min，得到聚合种子；S4.按重量份数计，将0.32份氢氧化钠加入50份水中、再依次加入3份丙烯酸、8份丙烯酰胺、0.03份马来酸酐、0.002份对苯二酚，在55℃下持续搅拌，然后依次加入20份聚合种子、0.08份亚硫酸钠、0.5份硫酸铜，反应8min后加入0.02份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应60min，然后过滤，先用质量分数为7％且pH值为2的乙二胺四乙酸二钠水溶液，然后再用水清洗至中性，最后干燥粉碎得到污水处理剂。所述插层膨润土的粒径为1mm。对比例1S1.按重量份数计，将20份钠基膨润土和2份质量分数为20％的盐酸加入50份质量分数为1.5％的十二烷基硫酸钠，然后在76℃下超声30min，超声结束后过滤，再洗涤至中性，干燥后得到改性膨润土；S2.按重量份数计，将4份壳聚糖加入50份质量分数为1.1％的醋酸水溶液中，搅拌25min，然后加入11份改性膨润土，在85℃下搅拌1.5h，然后过滤、洗涤、干燥、粉碎得到插层膨润土；S3.按重量份数计，将0.32份氢氧化钠加入50份水中、再依次加入3.2份丙烯酸、7份丙烯酰胺、0.04份马来酸酐、0.002份1,1-二苯基-2-苦基肼，在50℃下持续搅拌，然后依次加入0.14份过硫酸铵，20份插层膨润土、0.08份亚硫酸钠、0.55份硫酸铜，反应8min后加入0.02份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应56min，然后过滤，先用质量分数为10％且pH值为1的乙二胺四乙酸二钠水溶液，然后再用水清洗至中性，最后干燥粉碎得到污水处理剂。所述插层膨润土的粒径为0.5mm。对比例2对比例2与实施例1的不同之处在于：S4.按重量份数计，将0.41份氢氧化钠加入50份水中、再依次加入3份丙烯酸、7份丙烯酰胺、0.04份马来酸酐、0.002份对苯二酚，在52℃下持续搅拌，然后依次加入20份聚合种子、0.11份亚硫酸钠、反应6min后加入0.05份N,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续反应50min，然后过滤，先用质量分数为8％且pH值为2的乙二胺四乙酸二钠水溶液，然后再用水清洗至中性，最后干燥粉碎得到污水处理剂。以实施例1～5和对比例1、2制备的污水处理剂为样品，采用10g样品净化1L含600mgCu离子、200mgPb离子和200mgCd离子的污水，测量去除去率，测试结果如下表所示：样品Cu除去率(％)Pb除去率(％)Cd除去率(％)实施例196.282.460.1实施例295.781.762.5实施例397.383.563.4实施例494.882.664.8实施例596.884.462.2对比例187.972.155.8对比例285.378.459.3根据对比例1与实施例1测试数据对比，表明以插层膨润土吸附引发剂然后再用于聚合的方式有利于提高污水处理剂的吸附性能；根据对比例2与实施例1测试数据对比，表明硫酸铜的加入使得本发明提高了对铜的选择吸附性能和对酮的吸附量。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3