本發明涉及水處理材料
技術領域：
，具體是一種復合過濾材料及其制備方法和應用。
背景技術：
：飲用水是指可以不經處理、直接供給人體飲用的水。水是體液的主要組成部分，是構成細胞、組織液、血漿等的重要物質。水作為體內一切化學反應的媒介，是各種營養素和物質運輸的平臺。隨著工業發展，城市生活飲用水水源受污染程度日益加劇，同時隨著生活水平的提高，人們對飲用水質的要求以及飲用水質標準越來越嚴格。目前市場上用于水處理的活性炭材料，其作用原理主要是通過物理吸附作用的方式將污染物與水進行分離。但采用活性炭為水處理劑存在一些問題，如活性炭的吸附量還需進一步提高，且其吸附為物理吸附，容易在吸附過程中脫附，造成二次污染。現需要開發一個新的材料用于水處理。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種高吸附能力、吸附時間短、添加量少、熱穩定性、抗壓強度高、易回收、可重復利用的復合過濾材料及其制備方法和應用，以解決上述
背景技術：
中提出的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種復合過濾材料，由以下按照重量份的原料組成：聚環氧琥珀酸10-18份、海藻酸鈉1-8份、茶皂素5-12份、羥丙基淀粉36-44份。作為本發明進一步的方案：所述復合過濾材料，由以下按照重量份的原料組成：聚環氧琥珀酸12-16份、海藻酸鈉3-6份、茶皂素7-10份、羥丙基淀粉38-42份。作為本發明進一步的方案：所述復合過濾材料，由以下按照重量份的原料組成：聚環氧琥珀酸14份、海藻酸鈉5份、茶皂素8份、羥丙基淀粉40份。本發明另一目的是提供一種復合過濾材料的制備方法，由以下步驟組成：1)將海藻酸鈉與其質量6倍的去離子水混合，制得海藻酸鈉溶液；將茶皂素與其質量4倍的75％乙醇混合，制得茶皂素溶液；2)將茶皂素溶液與羥丙基淀粉混合，并在55℃的溫度下加熱攪拌處理30-35min，然后加入聚環氧琥珀酸，并在80℃的溫度下加熱攪拌處理45min，再加入海藻酸鈉溶液并在65℃的溫度下攪拌10min后，再進行超聲處理30min，超聲功率為800W，超聲溫度為65℃，然后再125℃的溫度下攪拌至干，在再300℃的溫度下煅燒4h，即得復合過濾材料。本發明又一目的是提供所述復合過濾材料在水處理中的應用。與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明中利用茶皂素、聚環氧琥珀酸對羥丙基淀粉進行處理，再與海藻酸鈉進行作用，經超聲、高溫煅燒制得的復合過濾材料能夠有效的吸附重金屬，提高了水質凈化效果且無二次污染，具有高吸附能力、吸附時間短、添加量少、熱穩定性、可塑性、抗壓強度高等優點，易回收，回收后經煅燒后可重復利用。本發明制備過程簡單、易操作，制備參數穩定，制得的復合過濾材料性能穩定，制備成本低，適于工業化生產。具體實施方式下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例1本發明實施例中，一種復合過濾材料，由以下按照重量份的原料組成：聚環氧琥珀酸10份、海藻酸鈉1份、茶皂素5份、羥丙基淀粉36份。將海藻酸鈉與其質量6倍的去離子水混合，制得海藻酸鈉溶液；將茶皂素與其質量4倍的體積濃度為75％的乙醇混合，制得茶皂素溶液。將茶皂素溶液與羥丙基淀粉混合，并在55℃的溫度下加熱攪拌處理30min，然后加入聚環氧琥珀酸，并在80℃的溫度下加熱攪拌處理45min，再加入海藻酸鈉溶液并在65℃的溫度下攪拌10min后，再進行超聲處理30min，超聲功率為800W，超聲溫度為65℃，然后再125℃的溫度下攪拌至干，在再300℃的溫度下煅燒4h，即得復合過濾材料。實施例2本發明實施例中，一種復合過濾材料，由以下按照重量份的原料組成：聚環氧琥珀酸18份、海藻酸鈉8份、茶皂素12份、羥丙基淀粉44份。將海藻酸鈉與其質量6倍的去離子水混合，制得海藻酸鈉溶液；將茶皂素與其質量4倍的75％乙醇混合，制得茶皂素溶液。將茶皂素溶液與羥丙基淀粉混合，并在55℃的溫度下加熱攪拌處理35min，然后加入聚環氧琥珀酸，并在80℃的溫度下加熱攪拌處理45min，再加入海藻酸鈉溶液并在65℃的溫度下攪拌10min后，再進行超聲處理30min，超聲功率為800W，超聲溫度為65℃，然后再125℃的溫度下攪拌至干，在再300℃的溫度下煅燒4h，即得復合過濾材料。實施例3本發明實施例中，一種復合過濾材料，由以下按照重量份的原料組成：聚環氧琥珀酸12份、海藻酸鈉3份、茶皂素7份、羥丙基淀粉38份。將海藻酸鈉與其質量6倍的去離子水混合，制得海藻酸鈉溶液；將茶皂素與其質量4倍的75％乙醇混合，制得茶皂素溶液。將茶皂素溶液與羥丙基淀粉混合，并在55℃的溫度下加熱攪拌處理32min，然后加入聚環氧琥珀酸，并在80℃的溫度下加熱攪拌處理45min，再加入海藻酸鈉溶液并在65℃的溫度下攪拌10min后，再進行超聲處理30min，超聲功率為800W，超聲溫度為65℃，然后再125℃的溫度下攪拌至干，在再300℃的溫度下煅燒4h，即得復合過濾材料。實施例4本發明實施例中，一種復合過濾材料，由以下按照重量份的原料組成：聚環氧琥珀酸16份、海藻酸鈉6份、茶皂素10份、羥丙基淀粉42份。將海藻酸鈉與其質量6倍的去離子水混合，制得海藻酸鈉溶液；將茶皂素與其質量4倍的75％乙醇混合，制得茶皂素溶液。將茶皂素溶液與羥丙基淀粉混合，并在55℃的溫度下加熱攪拌處理32min，然后加入聚環氧琥珀酸，并在80℃的溫度下加熱攪拌處理45min，再加入海藻酸鈉溶液并在65℃的溫度下攪拌10min后，再進行超聲處理30min，超聲功率為800W，超聲溫度為65℃，然后再125℃的溫度下攪拌至干，在再300℃的溫度下煅燒4h，即得復合過濾材料。實施例5本發明實施例中，一種復合過濾材料，由以下按照重量份的原料組成：聚環氧琥珀酸14份、海藻酸鈉5份、茶皂素8份、羥丙基淀粉40份。將海藻酸鈉與其質量6倍的去離子水混合，制得海藻酸鈉溶液；將茶皂素與其質量4倍的75％乙醇混合，制得茶皂素溶液。將茶皂素溶液與羥丙基淀粉混合，并在55℃的溫度下加熱攪拌處理32min，然后加入聚環氧琥珀酸，并在80℃的溫度下加熱攪拌處理45min，再加入海藻酸鈉溶液并在65℃的溫度下攪拌10min后，再進行超聲處理30min，超聲功率為800W，超聲溫度為65℃，然后再125℃的溫度下攪拌至干，在再300℃的溫度下煅燒4h，即得復合過濾材料。實施例6將4mg的實施例1-5制備的復合過濾材料各自與10mL濃度為8ppm的汞離子、8ppm的鉛離子的水溶液混合，攪拌反應4h。處理后的水溶液中汞離子、鉛離子濃度通過電感耦合等離子體質譜(ThermoICP-MSXII)檢測，汞離子濃度均小于1.1ppb，鉛離子濃度均小于2.0ppb。實施例1-5處理污水的結果如表1所示。表1名稱處理的污染物的種類與用量處理后污染物的含量(ppb)實施例1-510ml汞元素濃度為8ppm的水溶液汞元素＜1.1ppb實施例1-510ml鉛元素濃度為8ppm的水溶液鉛元素＜2.0ppb從表1可以看出，復合過濾材料可以高效地除去水中的重金屬離子。實施例7將4mg的實施例1-5制備的復合過濾材料各自與10mL濃度為8ppm的汞離子、8ppm的鉛離子的水溶液混合，調節上述溶液的pH值至7，攪拌反應4h。處理后的水溶液中汞離子、鉛離子濃度通過電感耦合等離子體質譜(THERMOICP-MSXII)檢測，汞離子濃度均小于1.1ppb，鉛離子濃度均小于2.0ppb。實施例8采用實施例7相同的步驟，不同的是，調節復合過濾材料與汞離子、鉛離子水溶液混合液的pH值至5。實施例9采用實施例7相同的步驟，不同的是，調節復合過濾材料與汞離子、鉛離子水溶液混合液的pH值至3。實施例7-9處理污水的結果如表2所示。表2名稱pH值處理后污染物的含量(ppb)實施例77汞元素＜1.1ppb，鉛元素＜2.0ppb實施例85汞元素＜1.1ppb，鉛元素＜2.0ppb實施例93汞元素＜1.1ppb，鉛元素＜2.0ppb從表2的結果可以看出，采用本發明制備得到的復合過濾材料，在不同的pH值條件下均具有良好的水處理效果。對比例1將20mg的羥丙基淀粉，其余步驟同實施例6，處理結果為：汞元素365ppb，鉛元素430ppb。對比例2將20mg的對比例2，其中對比例2無羥丙基淀粉，其余配方及制備過程與實施例5一致，處理步驟同實施例6，處理結果為：汞元素1655ppb，鉛元素1825ppb。對比例3將20mg的對比例3，對比例3無茶皂素，其余配方及制備過程與實施例5一致，處理步驟同實施例6，處理結果為：汞元素252ppb，鉛元素296ppb。對比例4將20mg的對比例4，對比例4無羥丙基淀粉、茶皂素，其余配方及制備過程與實施例5一致，處理步驟同實施例6，處理結果為：汞元素2165ppb，鉛元素2245ppb。實施例6與對比例1-4的處理汞離子、鉛離子的結果如表3所示。表3名稱水處理劑用量處理后污染物的含量(ppb)實施例64汞元素＜1.1ppb，鉛元素＜2.0ppb對比例120汞元素365ppb，鉛元素430ppb對比例220汞元素1655ppb，鉛元素1825ppb對比例320汞元素252ppb，鉛元素296ppb對比例420汞元素2165ppb，鉛元素2245ppb從表3的結果可以看出，實施例6中采用本發明的復合過濾材料處理汞離子、鉛離子的效果明顯優于對比例1中采用羥丙基淀粉處理汞離子、鉛離子的效果。對比例2-4的結果表明，在羥丙基淀粉與茶皂素的相互作用下，并配合其它原料使得本發明具有優異的處理汞離子、鉛離子的能力。對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁1 2 3