用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術領域，特別涉及利用溶膠-凝膠法制備一種用于去除水中重金屬鎳離子的無機-有機雜化吸附劑的方法。
【背景技術】
[0002]中國專利2011102562141提出的一種用于污水處理的平板膜的制備方法，采用將PVDF與凹凸棒土進行共混的方法制備有機無機雜化平板膜，但該方法制備的PVDF與凹凸棒土的質(zhì)量比為1: 0.01時的雜化膜對鎳離子的吸附率接近20% ;該方法制備的平板膜存在雜化平板膜吸附效率低，平板膜使用壽命短等缺點，不能應用于大規(guī)模工業(yè)化水處理，所以其應用價值有限。
[0003]中國專利2011102541060提出的一種吸附重金屬離子的PVDF雜化平板膜的制備方法，采用將PVDF與凹凸棒土進行共混的方法制備有機無機雜化平板膜，但該方法制備的PVDF與凹凸棒土的質(zhì)量比為1: 0.01時的雜化膜對鎳離子的吸附率僅僅接近20%，該方法制備的雜化平板膜存在吸附效率低，使用壽命短等缺點，不能應用于大規(guī)模工業(yè)化水處理，所以其應用價值有限。
[0004]至今未見關于采用溶膠-凝膠法制備雜化吸附劑用于去除水中重金屬鎳離子的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑的制備方法，為水中重金屬鎳離子的去除及回收利用提供一條新的途徑。
[0006]為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0007]一種用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑的制備方法，在惰性氣氛或空氣中，在O?100°C溫度條件下，在硅烷偶聯(lián)劑中加入以反應物體積比硅烷偶聯(lián)劑:環(huán)氧氯丙烷=10?0.01: I的環(huán)氧氯丙烷，進行溶膠-凝膠反應I?48小時后得到溶膠-凝膠反應產(chǎn)物；
[0008]將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物靜置脫泡，然后將靜置脫泡后的物質(zhì)在O?200°C、相對濕度為50%?90%的惰性氣氛或空氣中干燥I?48小時，即得到顆粒狀的可用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑；
[0009]或者，將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物直接在支撐基體上涂膜，然后在O?90°C、相對濕度為50%?90%的環(huán)境中干燥，將膜片脫離支撐基體，即得到不含有支撐基體的膜片狀的可用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑；
[0010]或者，將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物先用溶劑溶解，然后將所得到的物質(zhì)直接在支撐基體上涂膜，接著在O?90°C、相對濕度為50%?90%的環(huán)境中干燥，將膜片脫離支撐基體，即得到不含有支撐基體的膜片狀的可用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑；[0011 ] 或者，將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物直接在支撐基體上涂膜，然后在O?200°C、相對濕度為50%?90%的惰性氣氛或空氣中干燥，即到含有支撐基體的膜片狀的可用于去除水中重金屬離子的雜化吸附劑；
[0012]或者，將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物先用溶劑溶解，然后將所得到的物質(zhì)直接在支撐基體上涂膜，接著在O?200 °C、相對濕度為50%?90%的惰性氣氛或空氣中干燥，即得到含有支撐基體的膜片狀的可用于去除水中重金屬離子的雜化吸附劑。
[0013]本發(fā)明的用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑的制備方法，也可以在惰性氣氛或空氣中，在惰性氣氛或空氣中，在O?100°C溫度條件下，先將硅烷偶聯(lián)劑用溶劑溶解，然后加入以反應物體積比硅烷偶聯(lián)劑:環(huán)氧氯丙烷=10?0.01: I的環(huán)氧氯丙烷，再進行溶膠-凝膠反應I?48小時后得到溶膠-凝膠反應產(chǎn)物；
[0014]將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物靜置脫泡，然后將靜置脫泡后的物質(zhì)在O?200°C、相對濕度為50%?90%的惰性氣氛或空氣中干燥I?48小時，即得到棒狀的可用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑；
[0015]或者，將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物直接在支撐基體上涂膜，然后在O?90°C、相對濕度為50%?90%的環(huán)境中干燥，將膜片脫離支撐基體，即得到不含有支撐基體的膜片狀的可用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑；
[0016]或者，將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物先用溶劑溶解，然后將所得到的物質(zhì)直接在支撐基體上涂膜，接著在O?90°C、相對濕度為50%?90%的環(huán)境中干燥，將膜片脫離支撐基體，即得到不含有支撐基體的膜片狀的可用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑；
[0017]或者，將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物直接在支撐基體上涂膜，然后在O?200°C、相對濕度為50%?90%的惰性氣氛或空氣中干燥，即得到含有支撐基體的膜片狀的可用于去除水中重金屬離子的雜化吸附劑；
[0018]或者，將所得到的溶膠-凝膠反應產(chǎn)物先用溶劑溶解，然后將所得到的物質(zhì)直接在支撐基體上涂膜，接著在O?200 °C、相對濕度為50%?90%的惰性氣氛或空氣中干燥，即得到含有支撐基體的膜片狀的可用于去除水中重金屬離子的雜化吸附劑。
[0019]作為優(yōu)選技術方案，所述硅烷偶聯(lián)劑為含有氨烴基、芳基或環(huán)氧基的硅氧烷或鹵娃燒，所述娃燒偶聯(lián)劑可選自N- (β -氛乙基)-γ _氛丙基二甲氧基娃燒(簡稱A-1120)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(簡稱Α-1100)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(簡稱ΚΗ-550)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(簡稱ΚΗ-570)中的一種或多種相互混合后所得到的產(chǎn)物。
[0020]所述溶劑可選自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、二甲亞砜、甲醇、乙醇、異丁醇、正丁醇、四氯化碳、氯仿、苯、甲苯或它們的混合物。
[0021]所述支撐基體可選用Al2O3陶瓷、二氧化硅陶瓷、二氧化鈦陶瓷、二氧化鋯陶瓷、聚乙烯膜、玻璃板、滌綸布、錦綸布、玻璃纖維布、尼龍布或無紡布。
[0022]所述干燥可選用真空干燥、對流干燥、傳導干燥、紫外線干燥、紅外線干燥、微波干燥、冷凍干燥、化學吸濕干燥或機械脫水干燥。
[0023]所述涂膜可選用刮膜、噴灑涂膜、浸漬涂膜、流動涂膜或旋轉(zhuǎn)涂膜。
[0024]本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:
[0025]I)、制備的雜化吸附劑呈現(xiàn)顆粒狀、膜片狀或棒狀的結(jié)構形態(tài)，既可以含有支撐基體，也可以不含有支撐基體。其對水中重金屬鎳離子具有較強的吸附能力，可用于含有重金屬鎳離子的廢水的吸附分離和凈化處理。
[0026]2)、與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明采用溶膠-凝膠法制備用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑，其突出特點是基于重金屬鎳離子的陽離子正電荷特性，借助硅烷偶聯(lián)劑中功能基團與鎳離子的絡合反應來增加雜化吸附劑對重金屬鎳離子的吸附能力，提升其去除效果。
[0027]3)、與中國專利2011102562141提出的將PVDF與凹凸棒土進行共混的方法制備用于污水處理的平板膜來吸附重金屬鎳離子的方法相比，本發(fā)明的制備方法簡單，使用方便，操作過程安全、清潔，制備的雜化吸附劑對水中重金屬鎳離子有較強的吸附分離能力。
[0028]4)、與2011102541060提出的以將PVDF與凹凸棒土進行共混的方法制備有機無機雜化平板膜的方法相比，本發(fā)明的制備工藝簡單，所得雜化材料均勻穩(wěn)定、耐溫性較高，可以滿足含有重金屬鎳離子的廢水處理的需要。
【附圖說明】
[0029]圖1是實施例1中雜化吸附劑吸附了重金屬鎳離子后表面外觀與沒有吸附重金屬鎳離子前表面外觀的實物照片對比圖。
【具體實施方式】
[0030]以下通過具體實施例進一步詳細說明本發(fā)明的用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑的制備方法。
[0031]實施例1.以反應物體積比硅烷偶聯(lián)劑:環(huán)氧氯丙烷=4: I制備用于去除水中重金屬鎳離子的雜化吸附劑
[0032]首先將干凈的燒杯放在磁力攪拌器上，在空氣或氮氣氣氛中，在25°C溫度條件下(通常反應溫度在O?100°C均可，本實施例中選擇在室溫25°C的條件下)，向燒杯中加入4mL的娃燒偶聯(lián)劑N- (β -氛乙基)-γ _氛丙基二甲氧基娃燒