綠色深度水處理劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理劑領(lǐng)域，特別涉及一種碳納米管復(fù)合ZnIn2S4綠色深度水處理 劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 全球僅約10%的水是直接為人類所用。最大的份額，70%用于農(nóng)業(yè)，剩余的20% 為工業(yè)用。中國(guó)的排污約為全球的20%，而它只得到全球的5%的新鮮水。因此，解決污染 問(wèn)題已列入議事日程。在紡織印染、皮革、造紙行業(yè)加工過(guò)程中，大量使用了污染環(huán)境和對(duì) 人體有害的助劑，這些助劑大多以液體的形態(tài)排放而污染環(huán)境，生物降解性差，毒性大，游 離甲醛含量高，重金屬離子的含量超標(biāo)。其中，印染濕整理更是無(wú)可爭(zhēng)議地成為水污染大 戶。從上漿開(kāi)始到退漿、水洗、練漂、絲光，然后染色印花、可能還需涂層，按此流程每道工序 都涉及水洗，而每道工序每千克材料需20L耗水。結(jié)果是濕整理過(guò)程中每千克原棉的用水 量加起來(lái)多達(dá)200L。當(dāng)一件標(biāo)準(zhǔn)的男式襯衣定制后在商店櫥窗展示時(shí)，超過(guò)2000L水在生 產(chǎn)加工它時(shí)被用掉了（布料：純棉，125g/m)。
[0003] 目前使用的處理廢水的方法主要有：物理分離法、生物降解法、化學(xué)分解法，但這 些方法都存在一定的局限性，不利于可持續(xù)發(fā)展。因而，人們開(kāi)始致力于開(kāi)發(fā)高效、低能耗、 適用范圍廣和有深度氧化能力的污染物清除技術(shù)。近年來(lái)，很多學(xué)者將ZnIn 2S4用于光催化 降解水中有機(jī)污染物，將ZnIn2S4負(fù)載到碳納米管上，制備高效的光催化劑成為當(dāng)前研宄的 熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種碳納米管復(fù)合ZnIn2S4綠色深度水處理劑 的制備方法，該方法操作簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)設(shè)備的要求低；水處理劑適用于各種廢水的深 度處理，環(huán)保無(wú)二次污染。
[0005] 本發(fā)明的一種碳納米管復(fù)合ZnIn2S4綠色深度水處理劑的制備方法，包括：
[0006] (1)將碳納米管在H2SOjP HNO 3混合液中室溫超聲反應(yīng)30?60min，水洗到中性， 室溫真空烘干，得到羧基化碳納米管；然后將羧基化碳納米管分散到過(guò)量二乙烯三胺中，加 入2- (7-偶氮苯并三氮唑）-N，N，Ν'，Ν' -四甲基脲六氟磷酸酯，40?50°C反應(yīng)5?6h，乙醇 洗滌，室溫真空烘干，得到氨基化碳納米管；然后將氨基化碳納米管超聲分散到水和丙酮的 混合液中，調(diào)節(jié)pH值為5?6,冰水浴滴加2, 4, 6-三氟-5-氯嘧啶，調(diào)節(jié)pH值為6?6. 5， 20?30°C超聲反應(yīng)24?48h，乙醇洗滌，水洗，室溫真空烘干，輻照（在222nm準(zhǔn)分子紫外 光源下輻照3min)得到反應(yīng)型碳納米管；
[0007] (2)將納米ZnIn2S4、穩(wěn)定劑、模板劑和步驟⑴中的反應(yīng)型碳納米管加入到磷酸鹽 緩沖液中，攪拌30?60min，形成懸濁液；其中，納米ZnIn 2S4與反應(yīng)型碳納米管的質(zhì)量比為 1:5 ?1:20 ;
[0008] (3)用堿性溶液調(diào)節(jié)pH值為5?6,加熱至80?100°C回流6?24h并過(guò)濾，得到 碳納米管復(fù)合ZnIn2S4綠色深度水處理劑。
[0009] 所述步驟（1)中的碳納米管與H2SOjP HNO 3混合液的比例為10?20g:4L ;其中， H2SO4和HNO 3的體積比為1:1?5:1。
[0010] 所述步驟（1)中的羧基化碳納米管與2-(7-偶氮苯并三氮唑）-Ν，Ν，Ν'，Ν'-四甲 基脲六氟磷酸的質(zhì)量比為5?8:0. 1?0. 6。
[0011] 所述步驟⑴中的氨基化碳納米管與水和丙酮的混合液的比例為4?4. 5g: IL ; 其中，水和丙酮的體積比為3:1?5:1。
[0012] 所述步驟（1)中的氨基化碳納米管與2, 4, 6-三氟-5-氯嘧啶的質(zhì)量比為4? 4. 5:4 ?6〇
[0013] 所述步驟（1)中采用碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)PH值。
[0014] 所述步驟⑵中的納米ZnIn2S4濃度為0· 01?0· 2mol/L〇
[0015] 所述步驟⑵中的穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉、葡萄糖酸鈉、 丁燒四羧酸中的一種；穩(wěn)定劑濃度為0. 01?0. lmol/L。
[0016] 所述步驟（2)中的模板劑為質(zhì)量比I :3的三嵌段聚醚P123和三嵌段共聚物F127 的混合物；模板劑濃度為〇· 01?〇· lm〇l/L〇
[0017] 所述步驟（2)中的磷酸鹽緩沖液由濃度0. 025?0. 05mol/L磷酸二氫鈉和0. 05? 0· lmol/L磷酸氫鈉組成。
[0018] 所述步驟（3)中的堿性溶液為濃度0· 5mol/L?I. 5mol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀 的水溶液。
[0019] 碳納米管作為一種多孔物質(zhì)，具有特殊的層間特性，可在其表面負(fù)載納米ZnIn2S 4 微粒，制備成負(fù)載型催化劑。這種負(fù)載型光催化劑可以提高光催化劑的分散性，利于回收重 復(fù)利用。
[0020] 本發(fā)明利用碳納米管的多孔、吸附能力強(qiáng)、與水易分離等特點(diǎn)和納米ZnIn2S 4的光 催化活性結(jié)合起來(lái)，將納米ZnIn2S4成功地負(fù)載到碳納米管上，制備成可以懸浮于廢水中 而又可以順利與水分離的高催化活性的可見(jiàn)光光催化材料，并且將其應(yīng)用于廢水的深度處 理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水中高濃度有機(jī)污染物氧化去除，而不是轉(zhuǎn)移到其他地方，是一個(gè)環(huán)保型的 工藝技術(shù)。
[0021] 有益效果
[0022] (1)本發(fā)明成本低廉，制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備的要求低，可操作性好；
[0023] (2)本發(fā)明的水處理劑可以去除水中高濃度有機(jī)污染物，適用于各種廢水的深度 處理，環(huán)保無(wú)二次污染，且具有抗菌、除臭、可以吸附其他重金屬離子等優(yōu)點(diǎn)；
[0024] (3)本發(fā)明的水處理劑可以克服現(xiàn)有鉍基水處理劑的不足，水處理效果好，可以循 環(huán)使用。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0026] 實(shí)施例I
[0027] (1)將IOg碳納米管在4L體積比為1:1的H2SOjP HNO 4混合液中室溫超聲反應(yīng) 30min，水洗到中性，室溫真空烘干48h，得到5g羧基化碳納米管；然后將上述5g羧基化碳 納米管分散到過(guò)量二乙烯三胺中，加入IOOmg 2- (7-偶氮苯并三氮唑）-N，Ν，Ν'，Ν' -四甲基 脲六氟磷酸酯，40°C反應(yīng)5h，乙醇洗滌，室溫真空烘干48h，得到4g氨基化碳納米管；最后將 4g氨基化碳納米管超聲分散在IL體積比為3 :1的水和丙酮的混合液中，用碳酸鈉溶液調(diào) 節(jié)pH值為5,冰水浴滴加 4g 2, 4, 6-三氟-5-氯嘧啶，用碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為6, 20°C超 聲反應(yīng)24h，乙醇洗滌，水洗，室溫真空烘干48h，在222nm準(zhǔn)分子紫外光源下輻照3min得到 反應(yīng)型碳納米管；
[0028] (2)將納米ZnIn2S4、乙二胺四乙酸二鈉、質(zhì)量比為1 :3的三嵌段聚醚P123和三嵌 段共聚物F127的混合物和上述步驟（1)中反應(yīng)型碳納米管加入到濃度為0.025mol/L磷酸 二氫鈉和0. 05mol/L磷酸氫鈉組成的緩沖液中，攪拌30min，形成懸濁液；其中納米ZnIn2S4 的濃度為〇· Olmol/L、穩(wěn)定劑的濃度為0· Olmol/L、模板劑的濃度為0· 05mol/L〇
[0029] (3)用濃度0· 5mol/L的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)上述懸濁液的pH值為5,加熱80°C 下，回流6h，過(guò)濾，得反應(yīng)產(chǎn)物；其中納米ZnIn2S4與碳納米管的質(zhì)量比為1:5。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] (1)將IOg碳納米管在4L體積比為3:1的H2SOdP HNO 4混合液中室溫超聲反