本發(fā)明屬于復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種新型吸附復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：伴隨著工業(yè)化和城市化進程的高速發(fā)展，水資源污染問題已經(jīng)成為人們?nèi)找嬗懻摰慕裹c，尤其是飲用水的污染，更為人們所密切關(guān)注。飲用水中化學(xué)有機物和重金屬成分的數(shù)量和種類都在不斷增加，各種病原微生物因子也不斷出現(xiàn)。我國也有超過60%的人口所飲用的水不符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，去除飲用水中微量污染物以及重金屬等物質(zhì)已成為凈水的重要任務(wù)。目前，現(xiàn)有技術(shù)中所采用的飲用水深度凈化技術(shù)有：膜分離、臭氧氧化、半導(dǎo)體光催化氧化、吸附等技術(shù)。膜分離技術(shù)具有高效、可調(diào)和工藝簡便等優(yōu)特點，但由于其膜孔徑非常小，水中的離子（包括對人體有益的微量元）幾乎除去，長期飲用這種的水，對人的健康有害。另外，膜的造價高、抗污染能力差、操作壓力大、能耗較高的不足限制其大規(guī)模應(yīng)用。臭氧雖然可以與大多數(shù)水中有機物反應(yīng)，但單獨使用臭氧氧化，對水質(zhì)凈化處理效果有限。有研究表明，臭氧氧化對水中已經(jīng)形成的三氯甲烷幾乎沒有去除作用，對水中的重金屬離子沒有去除作用。光催化氧化技術(shù)是一種新興的現(xiàn)代水處理技術(shù)，在光催化反應(yīng)所用的眾多半導(dǎo)體催化劑中，納米氧化鈦顆粒由于具有催化活性高、性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、抗化學(xué)和光腐蝕等優(yōu)點而成為眾多科研工作者的首選。然而由于納米氧化鈦粒徑小，易流失，后期催化劑的分離和回收困難，使其很難在飲用水凈化處理中廣泛應(yīng)用。研究工作大都停留在實驗室階段，在水處理實際工程中的應(yīng)用很少。吸附法則是利用吸附材料的表面性質(zhì)和大比表面積對水中污染物進行富集和分離，具有操作管理方便和能耗低的優(yōu)點，一直是人們研究的熱點。常用的吸附材料有活性炭、膨脹石墨、粘土礦物、沸石、水滑石、金屬氧化物、金屬磷酸鹽和粉煤灰等。吸附材料對水污染物具有選擇性吸附的特點，活性炭和膨脹石墨對水中有機物吸附效果很好，卻對水中重金屬離子吸附效果欠佳；粘土礦物和沸石等無機材料對水中重金屬離子去除率高，對水中有些有機物則可能吸附性能較差。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種吸附復(fù)合材料及其制備方法，通過將改性后的活性炭和改性后的離子交換樹脂混合，制備出對重金屬離子和化學(xué)有機物都均有很好吸附效果的復(fù)合材料。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種新型吸附復(fù)合材料，包含如下重量組份的各物質(zhì)：活性炭30-45份、離子交換樹脂25-35份、脂肪族環(huán)氧樹脂8-12份、甘油磷酸酯7-13份、磷酸吡哆醛10-15份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸11-16份、2,6-二甲氧基苯酚4-7份、3,4-二甲氧基芐醇8-12份、二乙二醇單丁醚15-20份。優(yōu)選的，所述活性炭35-40份、離子交換樹脂27-30份、脂肪族環(huán)氧樹脂9-11份、甘油磷酸酯8-12份、磷酸吡哆醛12-14份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸13-15份、2,6-二甲氧基苯酚5-7份、3,4-二甲氧基芐醇8-10份、二乙二醇單丁醚17-19份。優(yōu)選的，所述活性炭38份、離子交換樹脂28份、脂肪族環(huán)氧樹脂10份、甘油磷酸酯11份、磷酸吡哆醛13份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸14份、2,6-二甲氧基苯酚6份、3,4-二甲氧基芐醇9份、二乙二醇單丁醚18份。優(yōu)選的，所述離子交換樹脂為離子交換樹脂XAD-4和離子交換樹脂XAD-10的混合物，兩者混合比例為1-3:1。一種新型吸附復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：S1：將活性炭30-45份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸11-16份和磷酸吡哆醛10-15份混合，在溫度150-180℃下攪拌反應(yīng)1-2h，將反應(yīng)過濾后的活性炭烘干、在300-350℃焙燒得到改性后活性炭；S2：將離子交換樹脂25-35份、脂肪族環(huán)氧樹脂8-12份和二乙二醇單丁醚15-20份混合，并于溫度140-160℃下攪拌反應(yīng)1.5-2h，得改性后離子交換樹脂；S3：將步驟S1中所述改性后活性炭和步驟S2中所述改性后離子交換樹脂混合，加入甘油磷酸酯7-13份在溫度70-80℃反應(yīng)20-30min；S4：隨后加入2,6--二甲氧基苯酚4-7份和3,4-二甲氧基芐醇8-12份，升高溫度至100-120℃，以速率800-1000r/min攪拌反應(yīng)2-3h；隨后經(jīng)冷卻、成型后即可得到所述新型吸附復(fù)合材料。優(yōu)選的，步驟S1中攪拌的溫度為175℃，攪拌速率為400-500r/min，攪拌反應(yīng)1.5h，焙燒溫度330℃，焙燒時間10-15min。優(yōu)選的，步驟S2中所述溫度為150℃，攪拌速率為500-600r/min，攪拌反應(yīng)100min。優(yōu)選的，步驟S3中所述溫度75℃，反應(yīng)25min。優(yōu)選的，步驟S4中所述溫度為112℃，速率850r/min攪拌反應(yīng)2.5h。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：本發(fā)明所述新型吸附復(fù)合材料的制備方法，通過對活性炭和離子交換樹脂分別改性，改變它們表面的活性基團，并將兩者通過甘油磷酸酯、2,6--二甲氧基苯酚和3,4-二甲氧基芐醇很好的結(jié)合起來，不影響彼此吸附性能，進而對水中有機物和重金屬物質(zhì)都保持較好的吸附效果，避免了現(xiàn)有技術(shù)中單一組合造成的水資源無法深度凈化的缺陷。該新型吸附復(fù)合材料對亞甲基藍吸附量為180-220mg/g，對活性紅吸附量為170-200mg/g，對Pb吸附量為140-160mg/g，對Cr吸附量為100-120mg/g。具體實施方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例1S1：將活性炭30份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸11份和磷酸吡哆醛10份混合，在溫度150℃下，以速率400r/min攪拌反應(yīng)1h，將反應(yīng)過濾后的活性炭烘干、在300℃焙燒10min得到改性后活性炭；S2：將離子交換樹脂25份、脂肪族環(huán)氧樹脂8份和二乙二醇單丁醚15份混合，所述離子交換樹脂為離子交換樹脂XAD-4和離子交換樹脂XAD-10的混合物，兩者混合比例為1-3:1；并于溫度140℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)1.5h，得改性后離子交換樹脂；S3：將步驟S1中所述改性后活性炭和步驟S2中所述改性后離子交換樹脂混合，加入甘油磷酸酯7份在溫度70℃反應(yīng)20min；S4：隨后加入2,6--二甲氧基苯酚4份和3,4-二甲氧基芐醇8份，升高溫度至100℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)2h；隨后經(jīng)冷卻、成型后即可得到所述新型吸附復(fù)合材料。對比例1將活性炭30份、離子交換樹脂25份和3,4-二甲氧基芐醇8份，升高溫度至100℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)2h；隨后經(jīng)冷卻、成型后即可得到吸附復(fù)合材料。實施例2S1：將活性炭45份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸16份和磷酸吡哆醛15份混合，在溫度180℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)2h，將反應(yīng)過濾后的活性炭烘干、在350℃焙燒15min得到改性后活性炭；S2：將離子交換樹脂35份、脂肪族環(huán)氧樹脂12份和二乙二醇單丁醚20份混合，所述離子交換樹脂為離子交換樹脂XAD-4和離子交換樹脂XAD-10的混合物，兩者混合比例為1-3:1；并于溫度160℃下，以速率600r/min攪拌反應(yīng)2h，得改性后離子交換樹脂；S3：將步驟S1中所述改性后活性炭和步驟S2中所述改性后離子交換樹脂混合，加入甘油磷酸酯13份在溫度80℃反應(yīng)30min；S4：隨后加入2,6--二甲氧基苯酚7份和3,4-二甲氧基芐醇12份，升高溫度至120℃，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)3h；隨后經(jīng)冷卻、成型后即可得到所述新型吸附復(fù)合材料。對比例2將活性炭45份、離子交換樹脂35份和3,4-二甲氧基芐醇12份，升高溫度至120℃，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)3h；隨后經(jīng)冷卻、成型后即可得到復(fù)合材料。實施例3S1：將活性炭35份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸13份和磷酸吡哆醛12份混合，在溫度160℃下，以速率400r/min攪拌反應(yīng)1h，將反應(yīng)過濾后的活性炭烘干、在300℃焙燒10min得到改性后活性炭；S2：將離子交換樹脂27份、脂肪族環(huán)氧樹脂9份和二乙二醇單丁醚17份混合，所述離子交換樹脂為離子交換樹脂XAD-4和離子交換樹脂XAD-10的混合物，兩者混合比例為1-3:1；并于溫度140℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)1.5h，得改性后離子交換樹脂；S3：將步驟S1中所述改性后活性炭和步驟S2中所述改性后離子交換樹脂混合，加入甘油磷酸酯8份在溫度70℃反應(yīng)20min；S4：隨后加入2,6--二甲氧基苯酚5份和3,4-二甲氧基芐醇8份，升高溫度至100℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)32h；隨后經(jīng)冷卻、成型后即可得到所述新型吸附復(fù)合材料。實施例4S1：將活性炭40份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸15份和磷酸吡哆醛14份混合，在溫度170℃下，以速率500r/min攪拌反應(yīng)2h，將反應(yīng)過濾后的活性炭烘干、在350℃焙燒15min得到改性后活性炭；S2：將離子交換樹脂30份、脂肪族環(huán)氧樹脂11份和二乙二醇單丁醚19份混合，所述離子交換樹脂為離子交換樹脂XAD-4和離子交換樹脂XAD-10的混合物，兩者混合比例為1-3:1；并于溫度160℃下，以速率600r/min攪拌反應(yīng)2h，得改性后離子交換樹脂；S3：將步驟S1中所述改性后活性炭和步驟S2中所述改性后離子交換樹脂混合，加入甘油磷酸酯12份在溫度80℃反應(yīng)30min；S4：隨后加入2,6--二甲氧基苯酚7份和3,4-二甲氧基芐醇10份，升高溫度至120℃，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)3h；隨后經(jīng)冷卻、成型后即可得到所述新型吸附復(fù)合材料。實施例5S1：將活性炭38份、4-氯-2-氨基苯酚-6-磺酸14份和磷酸吡哆醛13份混合，在溫度175℃下，以速率450r/min攪拌反應(yīng)1.5h，將反應(yīng)過濾后的活性炭烘干、在330℃焙燒12min得到改性后活性炭；S2：將離子交換樹脂28份、脂肪族環(huán)氧樹脂10份和二乙二醇單丁醚18份混合，所述離子交換樹脂為離子交換樹脂XAD-4和離子交換樹脂XAD-10的混合物，兩者混合比例為1-3:1；并于溫度150℃下，以速率550r/min攪拌反應(yīng)100min，得改性后離子交換樹脂；S3：將步驟S1中所述改性后活性炭和步驟S2中所述改性后離子交換樹脂混合，加入甘油磷酸酯11份在溫度75℃反應(yīng)25min；S4：隨后加入2,6--二甲氧基苯酚6份和3,4-二甲氧基芐醇9份，升高溫度至112℃，以速率850r/min攪拌反應(yīng)2.5h；隨后經(jīng)冷卻、成型后即可得到所述新型吸附復(fù)合材料。將以上各個實施例和對比例所得的吸附復(fù)合材料性能測試，結(jié)果如下表1：對亞甲基藍吸附量為180-220mg/g，對活性紅吸附量為170-200mg/g，對Pb吸附量為140-160mg/g，對Cr吸附量為100-120mg/g。表1試驗亞甲基藍吸附量（mg/g）活性紅吸附量（mg/g）Pb吸附量（mg/g）Cr吸附量（mg/g）實施例1180170140100對比例187637557實施例2189178145104對比例294858083實施例3196185150110實施例4215194158116實施例5220200160120本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3