[0001]
本发明涉及一种废水处理剂，属于废水处理技术领域，特别涉及一种由膨润土、木薯淀粉制备的交联复合废水处理剂。
背景技术：
[0002]
随着工业化和城市化的发展，在过去的几十年里，水体中的重金属离子的含量大大增加，导致了近年来频频发生重金属污染事件，严重的危害了生态环境和社会的稳定（环境与发展, 2018, 30(11): 110-111.）。在当前的水体污染中，铅污染的程度是最高的，其来源主要有采矿、冶炼及蓄电池等行业（山西化工, 2019, 039(002): 23-30.）。进入人体的铅，会随血液循环分布、储存在脑、肾、骨等器官中，从而造成铅中毒（北方环境, 2013, 25(03): 87-93.）。
[0003]
去除水中的pb
2+
的有效工艺主要有化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、电解法等。然而，上述方法在实际操作过程中均存在不足之处。而吸附法具有操作简单、高效、节能、吸附剂可再生循环利用等优点，因而在含重金属废水的处理及重金属回收利用等领域得到了广泛的关注和应用。同时，随着吸附剂再生技术研究的不断深入，更进一步拓宽了吸附法在重金属废水处理中的发展空间和应用前景（建筑科学与工程学报, 2017, 34(05): 21-30.）。
[0004]
目前研究表明，活性炭、天然或改性生物炭、黏土矿物是处理水溶液和工业废水的主要吸附剂。这些吸附材料都存在各自的优缺点，如活性炭的比表面积大，吸附效果好，但是活性炭存在成本高，再生困难的问题。而膨润土是一种天然矿物结构硅酸盐矿物黏土，广西储藏量丰富，并且具有较大的比表面积、阳离子交换能力以及价格低廉等特点，具有优良的吸附性能。但是膨润土存在亲水性强、难以分离回收等缺点，将膨润土改性为磁性膨润土并与木薯淀粉复合制备pb
2+
吸附剂可改善上述缺点，且淀粉存在大量的羟基，达到较好的pb
2+
去除效果。
技术实现要素：
[0005]
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对铅离子的去除效果好，且成本较低、对环境无害、可循环使用的磁性淀粉膨润土废水处理剂及其制备方法。
[0006]
本发明采用的技术方案如下：一种废水处理剂，是一种层状结构的吸附剂，由预处理的膨润土、纳米fe3o4颗粒及木薯淀粉复合制成。
[0007]
上述废水处理剂的制备方法，包括如下步骤：（1）制备提纯膨润土：称取膨润土，以液固质量比15 : 1配成浆液，加入分散剂，超声30 min，搅拌60 min，静置沉降30 min，上清液离心分离，烘干，即可得到提纯膨润土；（2）制备酸活化膨润土：称取提纯后的膨润土到烧杯，加入3 mol/l盐酸溶液，搅拌、80 ℃活化，离心，用去离子水洗涤至中性，烘干，即可得到酸活化膨润土；
（3）制备磁性膨润土：称取酸活化膨润土至三口烧瓶，搅拌30 min，加入超声30 min的磁性fe3o4颗粒溶液，60 ℃搅拌反应，反应过程在n2气氛下进行，离心，真空干燥，即可得到磁性膨润土；（4）制备磁性淀粉膨润土：称取木薯淀粉到三口烧瓶，加入1%氢氧化钠溶液，80℃、搅拌30 min进行糊化，加入超声10 min的磁性膨润土、交联剂，10 min后，加入引发剂进行交联复合反应，反应过程在n2气氛下进行，离心，真空干燥，即可得到磁性淀粉膨润土吸附剂。
[0008]
作为优选的，在上述的废水处理剂中，步骤（1）所述分散剂为六偏磷酸钠，其质量为膨润土质量的0.3%；步骤（2）所述酸活化时间为4h。
[0009]
作为优选的，在上述的废水处理剂中，所述的fe3o4和酸活化膨润土的质量比为3:5。
[0010]
作为优选的，在上述的废水处理剂中，所述的引发剂为1%磁性膨润土质量的过硫酸铵。
[0011]
作为优选的，在上述的废水处理剂中，所述交联剂为1%磁性膨润土质量的n, n
’-
亚甲基双丙烯酰胺。
[0012]
作为优选的，在上述的废水处理剂中，所述的木薯淀粉和磁性膨润土的质量比为2:5。
[0013]
本发明与现有的技术相比，具有以下有益效果：1. 广西含有大量的膨润土资源及木薯资源，其中，膨润土是一种天然矿物结构硅酸盐矿物黏土，具有较大的比表面积、阳离子交换能力以及价格低廉等特点，具有优良的吸附性能。将膨润土经过改性与木薯淀粉复合制备重金属离子吸附剂可兼具两者优点，并可以提高二者的附加价值；2. 膨润土在使用前经过提纯、酸活化处理，提高了比表面积，有利于之后的改性；3. 在吸附剂中加入了fe3o4，使得吸附剂可通过外加磁场分离，解决了膨润土难以回收的问题。
[0014]
4. 本发明的吸附剂对铅离子的去除效果好，且成本低。
具体实施方式
[0015]
下面结合实例对本发明进行进一步的说明，但是本发明的应用范围包含并不局限于这些实例。
[0016]
实施例1：一种废水处理剂，是一种层状结构的吸附剂，由预处理的膨润土、纳米fe3o4颗粒及木薯淀粉复合制成。
[0017]
（1）磁性膨润土的制备：取活化后的膨润土分散于水中，搅拌30 min；取纳米fe3o4颗粒分散于水中，超声得到磁流体，加入上述膨润土溶液。60 ℃搅拌、反应1 h。整个反应过程均保持在n2气氛下进行。纳米fe3o4颗粒与活化膨润土的质量比为1:5；（2）磁性淀粉膨润土的制备：称取木薯淀粉到三口烧瓶，加入1%氢氧化钠溶液，80℃、搅拌30 min糊化。加入超声10 min的磁性膨润土、交联剂，10 min后，加入引发剂，反应1.5h。离心，真空干燥。淀粉与磁性膨润土的质量比为1:5；（3）步骤1所述的活化膨润土的制备过程如下：称取膨润土，以液固质量比15：1配成浆
液，加入分散剂，超声30 min，搅拌60 min，静置沉降30min。上清液离心分离，烘干。取提纯后的膨润土到烧杯，加入3 mol/l盐酸溶液，搅拌、80 ℃活化4 h，过滤，洗涤至中性，烘干。
[0018]
当吸附剂用量为2 g/l、铅离子浓度为100 mg/l、ph=5、时间2 h时，铅离子的吸附量为30.84 mg/g。
[0019]
实施例2：一种废水处理剂，是一种层状结构的吸附剂，由预处理的膨润土、纳米fe3o4颗粒及木薯淀粉复合制成。
[0020]
（1）磁性膨润土的制备：取活化后的膨润土分散于水中，搅拌30 min；取纳米fe3o4颗粒分散于水中，超声得到磁流体，加入上述膨润土溶液。60℃搅拌、反应1 h。整个反应过程均保持在n2气氛下进行。纳米fe3o4颗粒与活化膨润土的质量比为2:5；（2）磁性淀粉膨润土的制备：称取木薯淀粉到三口烧瓶，加入1%氢氧化钠溶液，80 ℃、搅拌30 min糊化。加入超声10 min的磁性膨润土、交联剂，10 min后，加入引发剂进行交联复合反应，反应时间1.5 h。离心，真空干燥。淀粉与磁性膨润土的质量比为1:5；（3）步骤1所述的活化膨润土的制备过程如下：称取膨润土，以液固质量比15：1配成浆液，加入分散剂，超声30 min，搅拌60 min，静置沉降30 min。上清液离心分离，烘干，研磨，保存。取提纯后的膨润土到烧杯，加入3 mol/l盐酸溶液，搅拌、80 ℃活化4 h，过滤，洗涤至中性，烘干。
[0021]
当吸附剂用量为2 g/l、铅离子浓度为100 mg/l、ph=5、时间2 h时，铅离子的吸附量为32.61 mg/g。
[0022]
实施例3：一种废水处理剂，是一种层状结构的吸附剂，由预处理的膨润土、纳米fe3o4颗粒及木薯淀粉复合制成。
[0023]
（1）磁性膨润土的制备：磁性膨润土的制备：取活化后的膨润土分散于水中，搅拌30 min；取纳米fe3o4颗粒分散于水中，超声得到磁流体，加入上述膨润土溶液。60 ℃搅拌、反应1 h。整个反应过程均保持在n2气氛下进行。纳米fe3o4颗粒与活化膨润土的质量比为3:5；（2）磁性淀粉膨润土的制备：取木薯淀粉到三口烧瓶，加入1%氢氧化钠溶液，80℃、搅拌30min糊化。加入超声10 min的磁性膨润土、交联剂，10 min后，加入引发剂，反应1.5 h。离心，真空干燥。淀粉与磁性膨润土的质量比为1:5；（3）步骤1所述的活化膨润土的制备过程如下：称取膨润土，以液固质量比15:1配成浆液，加入分散剂，超声30 min，搅拌60 min，静置沉降30 min。上清液离心分离，烘干。称取提纯后的膨润土到烧杯，加入3mol/l盐酸溶液，搅拌、80℃活化4h，过滤，洗涤至中性，烘干。
[0024]
当吸附剂用量为2 g/l、铅离子浓度为100 mg/l、ph=5、时间2 h时，铅离子的吸附量为40.93 mg/g。
[0025]
实施例4：一种废水处理剂，是一种层状结构的吸附剂，由预处理的膨润土、纳米fe3o4颗粒及木薯淀粉复合制成。
[0026]
（1）磁性膨润土的制备：取活化后的膨润土分散于水中，搅拌30 min；取纳米fe3o4颗粒分散于水中，超声得到磁流体，加入上述膨润土溶液。60 ℃搅拌、反应1 h。整个反应过
程均保持在n2气氛下进行。纳米fe3o4颗粒与活化膨润土的质量比为4:5；（2）磁性淀粉膨润土的制备：称取木薯淀粉到三口烧瓶，加入1%氢氧化钠溶液，80 ℃、搅拌30 min糊化。加入超声10min的磁性膨润土、交联剂，10 min后，加入引发剂，反应1.5 h。离心，真空干燥。淀粉与磁性膨润土的质量比为1:5；（3）步骤1所述的活化膨润土的制备过程如下：称取膨润土，以液固质量比15：1配成浆液，加入分散剂，超声30 min，搅拌60 min，静置沉降30 min。上清液离心分离，烘干。称取提纯后的膨润土到烧杯，加入3mol/l盐酸溶液，搅拌、80 ℃活化4 h，过滤，洗涤至中性，烘干。
[0027]
当吸附剂用量为2 g/l、铅离子浓度为100 mg/l、ph=5、时间2h时，铅离子的吸附量为40.22 mg/g。
[0028]
实施例5：一种废水处理剂，是一种层状结构的吸附剂，由预处理的膨润土、纳米fe3o4颗粒及木薯淀粉复合制成。
[0029]
（1）磁性膨润土的制备：取活化后的膨润土分散于水中，搅拌30min；取纳米fe3o4颗粒分散于水中，超声得到磁流体，加入上述膨润土溶液。60℃搅拌、反应1h。整个反应过程均保持在n2气氛下进行。纳米fe3o4颗粒与活化膨润土的质量比为1:1。
[0030]
（2）磁性淀粉膨润土的制备：称取木薯淀粉到三口烧瓶，加入1%氢氧化钠溶液，80 ℃、搅拌30 min糊化。加入超声10min的磁性膨润土、交联剂，10 min后，加入引发剂，反应1.5 h。离心，真空干燥。淀粉与磁性膨润土的质量比为1:5；（3）步骤1所述的活化膨润土的制备过程如下：称取膨润土，以液固质量比15 :1配成浆液，加入分散剂，超声30 min，搅拌60 min，静置沉降30 min。上清液离心分离，烘干。称取提纯后的膨润土到烧杯，加入3 mol/l盐酸溶液，搅拌、80 ℃活化4 h，过滤，洗涤至中性，烘干。
[0031]
当吸附剂用量为2 g/l、铅离子浓度为100 mg/l、ph=5、时间2 h时，铅离子的吸附量为32.69 mg/g。