本发明涉及水质检测技术领域，尤其涉及一种用于检测水中重金属元素的水质检测剂及其制备方法。
背景技术：
水是人类赖以生存和发展的物质基础，随着工业生产和城市现代化的发展，人类活动对环境产生的污染越来越严重，水体污染问题已引起了人们的高度关注。重金属离子污染是水体污染中最难治理的污染之一。水体中的某些重金属元素，如铬、镉、铅等，对人体有较大危害，因此，有效去除污水中的重金属离子已经成为当前最迫切的任务之一。吸附回收污水中的重金属离子不仅是污水处理问题的重要组成部分，同时在重金属离子的循环利用方面也有着深远的意义。
目前，对重金属离子污染水体的治理方法主要包括化学沉淀法、电化学法、交换树脂法、吸附法、膜分离法、光催化法和超临界流体萃取法等。在对水处理前，需要对水体进行检测，目前现有技术中的水质检测剂的检测效率和质量无法满足实际使用的需求，故此亟需设计一种用于重金属元素检测的水质检测剂来解决现有技术中的问题。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于检测水中重金属元素的水质检测剂及其制备方法，能够有效吸附重金属元素，去除率高，提高了水质检测的效率和检测结果的准确性。
本发明提出的一种用于检测水中重金属元素的水质检测剂，包括以下重量份的原料：改性茶梗30-60份、改性羽毛25-50份、玻璃微珠15-27份、聚丙烯酰胺5-15份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5-15份、冰醋酸3-10份、山梨糖醇酐三油酸酯3-10份、去离子水40-100份。
优选地，包括以下重量份的原料：改性茶梗40-50份、改性羽毛35-45份、玻璃微珠19-24份、聚丙烯酰胺7-13份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷8-13份、冰醋酸5-8份、山梨糖醇酐三油酸酯5-9份、去离子水60-80份。
优选地，所述玻璃微珠粒径为10-15mm。
优选地，所述改性茶梗的改性方法为：将茶梗粉碎，向其中加入二甲基甲酰胺羟，超声分散，于70-80℃下反应12-20h，冷却至室温，加入羟丙基-β-环糊精和二甲基甲酰胺，升温至70-80℃反应70-86h，反应结束后冷却，离心，将沉淀水洗、干燥，得到改性茶梗。
优选地，所述改性茶梗的改性方法为：将1-2份茶梗粉碎至100-160目，向其中加入1-2份二甲基甲酰胺羟，超声分散25-35min，于70-80℃下搅拌反应12-20h，冷却至室温，加入5-10份羟丙基-β-环糊精和40-80份二甲基甲酰胺，升温至70-80℃搅拌反应70-86h，反应结束后冷却，离心，将沉淀水洗4-5次，置于真空干燥箱中于60-80℃干燥36-40h，得到改性茶梗。
优选地，所述改性羽毛的改性方法为：向羽毛中加入乙醇溶液，于75-80℃下密封搅拌反应3-4h，水洗、烘干，粉碎，得到羽毛粉，将羽毛粉与n-n二甲基甲酰胺、巯基乙酸、十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60-70℃下密闭恒温振荡10-12h，水洗，再与环己六醇磷酸酯水溶液混合，于75-80℃下密封反应2-3h，水洗、烘干，得到改性羽毛。
优选地，所述改性羽毛的改性方法为：向1-2份羽毛中加入70-150份质量分数为95％乙醇溶液，于75-80℃下密封搅拌反应3-4h，水洗2-3次，在90-100℃下烘干至恒重，粉碎，得到羽毛粉，将羽毛粉与70-150份n-n二甲基甲酰胺、1.3-2.5份巯基乙酸、0.05-0.1份十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60-70℃下密闭恒温振荡10-12h，水洗2-3次，再与30％环己六醇磷酸酯水溶液混合，于75-80℃下密封反应2-3h，水洗2-3次，在90-100℃下烘干至恒重，得到改性羽毛。
本发明还提出上述用于检测水中重金属元素的水质检测剂的制备方法，步骤如下：将改性茶梗、改性羽毛、玻璃微珠、聚丙烯酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸、山梨糖醇酐三油酸酯、去离子水混合均匀，超声振荡处理，低温烘干，造粒，即得。
优选地，超声振荡功率为550-600w，超声时间为45-50min。
有益效果：本发明的水质检测剂以改性茶梗、改性羽毛、玻璃微珠为主要原材料，配合聚丙烯酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸、山梨糖醇酐三油酸酯，吸附性能好，能够有效吸附重金属元素，去除率高，提高了水质检测的效率和检测结果的准确性；该检测剂吸附量大，用量小，节约成本；其中，改性茶梗改性过程中大分子结构受到不同程度的破坏，活性基团暴露，其对重金属离子去除既有物理吸附作用又有化学作用；对羽毛进行环己六醇磷酸酯改性，在其表面引入磷酸根基团，从而制得含有高密度磷酸根基团的改性羽毛，增强其对水中的污染物pb2+、cd2+等的吸附能力，提高其吸附速度和吸附容量。本发明的水质吸附剂使用方便、工艺重现性好、可操作性强、制备及处理条件简单、能够实现放大生产，对保护生态环境有着十分积极的意义，经济简单，具有良好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种用于检测水中重金属元素的水质检测剂，包括以下重量份的原料：改性茶梗30份、改性羽毛25份、玻璃微珠15份、聚丙烯酰胺5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、冰醋酸3份、山梨糖醇酐三油酸酯3份、去离子水40份。
本发明还提出上述用于检测水中重金属元素的水质检测剂的制备方法，包括如下步骤：将改性茶梗、改性羽毛、玻璃微珠、聚丙烯酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸、山梨糖醇酐三油酸酯、去离子水混合均匀，超声振荡处理，超声功率为550w，超声时间为45min，低温烘干，造粒，即可。
实施例2
本发明提出的一种用于检测水中重金属元素的水质检测剂，包括以下重量份的原料：改性茶梗60份、改性羽毛50份、玻璃微珠(粒径为10mm)27份、聚丙烯酰胺15份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷15份、冰醋酸10份、山梨糖醇酐三油酸酯10份、去离子水100份。
其中，改性茶梗的改性方法为：将茶梗粉碎，向其中加入二甲基甲酰胺羟，超声分散，于70℃下反应12h，冷却至室温，加入羟丙基-β-环糊精和二甲基甲酰胺，升温至70℃反应70h，反应结束后冷却，离心，将沉淀水洗、干燥，得到改性茶梗；
改性羽毛的改性方法为：向羽毛中加入乙醇溶液，于75℃下密封搅拌反应3h，水洗、烘干，粉碎，得到羽毛粉，将羽毛粉与n-n二甲基甲酰胺、巯基乙酸、十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃下密闭恒温振荡10h，水洗，再与环己六醇磷酸酯水溶液混合，于75℃下密封反应2h，水洗、烘干，得到改性羽毛。
本发明还提出上述用于检测水中重金属元素的水质检测剂的制备方法，包括如下步骤：将改性茶梗、改性羽毛、玻璃微珠、聚丙烯酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸、山梨糖醇酐三油酸酯、去离子水混合均匀，超声振荡处理，超声功率为600w，超声时间为50min，低温烘干，造粒，即可。
实施例3
本发明提出的一种用于检测水中重金属元素的水质检测剂，包括以下重量份的原料：改性茶梗45份、改性羽毛37份、玻璃微珠(粒径为12mm)21份、聚丙烯酰胺10份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷10份、冰醋酸6、山梨糖醇酐三油酸酯6份、去离子水70份。
其中，所述改性茶梗的改性方法为：将1份茶梗粉碎至100目，向其中加入1份二甲基甲酰胺羟，超声分散25min，于70℃下搅拌反应12h，冷却至室温，加入5份羟丙基-β-环糊精和40份二甲基甲酰胺，升温至70℃搅拌反应70h，反应结束后冷却，离心，将沉淀水洗4次，置于真空干燥箱中于60℃干燥36h，得到改性茶梗；
所述改性羽毛的改性方法为：向1份羽毛中加入70份质量分数为95％乙醇溶液，于75℃下密封搅拌反应3h，水洗2次，在90℃下烘干至恒重，粉碎，得到羽毛粉，将羽毛粉与70份n-n二甲基甲酰胺、1.3份巯基乙酸、0.05份十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃下密闭恒温振荡10h，水洗2次，再与30％环己六醇磷酸酯水溶液混合，于75℃下密封反应2h，水洗2次，在90℃下烘干至恒重，得到改性羽毛。
本发明还提出上述用于检测水中重金属元素的水质检测剂的制备方法，包括如下步骤：将改性茶梗、改性羽毛、玻璃微珠、聚丙烯酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸、山梨糖醇酐三油酸酯、去离子水混合均匀，超声振荡处理，超声功率为580w，超声时间为47min，低温烘干，造粒，即可。
实施例4
本发明提出的一种用于检测水中重金属元素的水质检测剂，包括以下重量份的原料：改性茶梗40份、改性羽毛35份、玻璃微珠(粒径为15mm)19份、聚丙烯酰胺7份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷8份、冰醋酸5份、山梨糖醇酐三油酸酯5份、去离子水60份。
其中，所述改性茶梗的改性方法为：将1.5份茶梗粉碎至140目，向其中加入1.5份二甲基甲酰胺羟，超声分散30min，于75℃下搅拌反应16h，冷却至室温，加入8份羟丙基-β-环糊精和60份二甲基甲酰胺，升温至75℃搅拌反应80h，反应结束后冷却，离心，将沉淀水洗4次，置于真空干燥箱中于70℃干燥38h，得到改性茶梗；
所述改性羽毛的改性方法为：向1.5份羽毛中加入110份质量分数为95％乙醇溶液，于80℃下密封搅拌反应3.5h，水洗3次，在95℃下烘干至恒重，粉碎，得到羽毛粉，将羽毛粉与120份n-n二甲基甲酰胺、2.0份巯基乙酸、0.08份十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于65℃下密闭恒温振荡11h，水洗3次，再与30％环己六醇磷酸酯水溶液混合，于80℃下密封反应2.5h，水洗3次，在95℃下烘干至恒重，得到改性羽毛。
本发明还提出上述用于检测水中重金属元素的水质检测剂的制备方法，包括如下步骤：将改性茶梗、改性羽毛、玻璃微珠、聚丙烯酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸、山梨糖醇酐三油酸酯、去离子水混合均匀，超声振荡处理，超声功率为560w，超声时间为49min，低温烘干，造粒，即可。
实施例5
本发明提出的一种用于检测水中重金属元素的水质检测剂，包括以下重量份的原料：改性茶梗50份、改性羽毛45份、玻璃微珠24份、聚丙烯酰胺13份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷13份、冰醋酸8份、山梨糖醇酐三油酸酯9份、去离子水80份；
其中，所述改性茶梗的改性方法为：将2份茶梗粉碎至160目，向其中加入2份二甲基甲酰胺羟，超声分散35min，于80℃下搅拌反应20h，冷却至室温，加入10份羟丙基-β-环糊精和80份二甲基甲酰胺，升温至80℃搅拌反应86h，反应结束后冷却，离心，将沉淀水洗5次，置于真空干燥箱中于80℃干燥40h，得到改性茶梗；
所述改性羽毛的改性方法为：向2份羽毛中加入150份质量分数为95％乙醇溶液，于80℃下密封搅拌反应4h，水洗3次，在100℃下烘干至恒重，粉碎，得到羽毛粉，将羽毛粉与150份n-n二甲基甲酰胺、2.5份巯基乙酸、0.1份十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于70℃下密闭恒温振荡12h，水洗3次，再与30％环己六醇磷酸酯水溶液混合，于80℃下密封反应3h，水洗3次，在100℃下烘干至恒重，得到改性羽毛。
本发明还提出上述用于检测水中重金属元素的水质检测剂的制备方法，包括如下步骤：将改性茶梗、改性羽毛、玻璃微珠、聚丙烯酰胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、冰醋酸、山梨糖醇酐三油酸酯、去离子水混合均匀，超声振荡处理，超声功率为590w，超声时间为46min，低温烘干，造粒，即可。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。