一種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水處理領域，具體涉及一種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸 附劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟的快速發展，工業污水的排放及固體廢物不合理填埋處理使重金屬污染 物經過各種途徑進入水體。進入水體的重金屬具有極高的穩定性和難分解性，且容易在生 物體內富集，對人體和其他生物體的潛在危害十分嚴重。近年來，水體重金屬污染問題愈發 突出，已成為當今世界上最嚴重的環境問題之一，對重金屬廢水進行處理十分必要。
[0003] 納米二氧化鈦對一些重金屬離子具有很強的吸附能力，且吸附速度快，吸附容量 大，是一種較為理想、頗有潛力的重金屬吸附材料。然而，由于二氧化鈦具有很強的親水性， 并且納米二氧化鈦顆粒微小，在水中容易發生團聚，且不易沉降，難以回收和再利用，限制 了其應用。在用于廢水處理時，通過將納米二氧化鈦負載于一定的載體上，不僅可以保持其 對重金屬廢水的處理效用，而且可以增強其在水體中的穩定性，從而解決應用問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑。
[0005] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0006] 一種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑，其是由下述重量份的原料制 得：
[0007] 魔芋粉20-30,糯米粉3-5,蝦殼粉3-5,改性納米二氧化鈦2-4,果膠3-5,羧甲基纖 維素鈉0.5-1，海藻酸鈉3-5,苯甲酸鈉0. 1-0. 2,乙二胺四乙酸二鈉1-2,氯化鈣2-4,硼酸 0. 5-1，甲基椰油酰基牛磺酸鈉0. 02-0. 05,水80-100 ;
[0008] 其中改性納米二氧化鈦由下列重量份的原料制成：
[0009] 納米二氧化鈦10-15,聚乙二醇2-4,甘露醇1-2,十二烷基葡糖苷0. 1-0. 2,聚乙烯 吡咯烷酮〇· 1-0. 2,聚山梨酯-80 0· 03-0. 05,水40-50 ;
[0010] 所述改性納米二氧化鈦的制備方法是：
[0011] 先將聚乙二醇和甘露醇加入水中攪拌直至完全溶解，再加入十二烷基葡糖苷、聚 乙烯吡咯烷酮和聚山梨酯-80 600-800r/min攪拌10-15min，然后加入納米二氧化鈦，先超 聲分散5-10min，再于1200_1500r/min條件下攪拌15_30min，干燥后研磨均勾，即得。
[0012] -種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (1)按重量稱取原料，先將硼酸與1/2-2/3量的水共同加入反應釜中并攪拌直至 完全溶解，然后加入魔芋粉、糯米粉、蝦殼粉和果膠60-80°C、400-600r/min攪拌0. 5-lh，再 加入改性納米二氧化鈦、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉和苯甲酸鈉先60-80°C、1200-1500r/ min攪拌0. 5_lh，再冷卻至室溫，300_400r/min攪拌2_4h，得混合料；
[0014] (2)將氯化鈣、乙二胺四乙酸二鈉和甲基椰油酰基牛磺酸鈉加入余量的水，先于室 溫下1000-1200r/min攪拌5-10min，再加入所述的混合料并攪拌均勻，靜置1-2h，冷凍干燥 后研磨均勻，過10-20目篩，即得。
[0015] 本發明的優點是：
[0016] 通過簡單工藝流程將納米二氧化鈦負載于魔芋粉為主要原料的載體上，并以海藻 酸鈉和羧甲基纖維素鈉進行包埋，制得的重金屬吸附劑具有高吸附性能，不僅能高效吸附 重金屬，且便于回收再利用；原料來源豐富，價格低廉，制作方法簡單且不引入二次污染，具 有較高的環境效益和經濟效益。
【具體實施方式】
[0017] 本發明非限定實施例如下：
[0018] -種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑，由下列重量（kg)的組分原料 制備而成：
[0019] 魔芋粉25,糯米粉4,蝦殼粉4,改性納米二氧化鈦3,果膠4,羧甲基纖維素鈉0. 8， 海藻酸鈉4,苯甲酸鈉0. 15,乙二胺四乙酸二鈉1. 5,氯化鈣3,硼酸0. 8,甲基椰油酰基牛磺 酸鈉0.04,水90 ;
[0020] 其中，改性納米二氧化鈦由下列重量份的原料制成：
[0021] 納米二氧化鈦12,聚乙二醇3,甘露醇1.5,十二烷基葡糖苷0. 15,聚乙烯吡咯烷酮 0.15,聚山梨酯-80 0.04,水 45;
[0022] 改性納米二氧化鈦的制備方法是：
[0023] 先將聚乙二醇和甘露醇加入水中攪拌直至完全溶解，再加入十二烷基葡糖苷、聚 乙烯吡咯烷酮和聚山梨酯-80 800r/min攪拌lOmin，然后加入納米二氧化鈦，先超聲分散 5min，再于1200r/min條件下攪拌15min，干燥后研磨均勾，即得。
[0024] 改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑的制備方法包括以下步驟：
[0025] (1)按重量稱取原料，先將硼酸與1/2量的水共同加入反應釜中并攪拌直至完全 溶解，然后加入魔芋粉、糯米粉、蝦殼粉和果膠80°C、600r/min攪拌lh，再加入改性納米二 氧化鈦、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉和苯甲酸鈉先80°C、1500r/min攪拌0. 5h，再冷卻至室 溫，400r/min攪拌3h，得混合料；
[0026] (2)將氯化鈣、乙二胺四乙酸二鈉和甲基椰油酰基牛磺酸鈉加入余量的水，先于室 溫下1200r/min攪拌lOmin，再加入所述的混合料并攪拌均勻，靜置2h，冷凍干燥后研磨均 勻，過10目篩，即得。
[0027] 取0. 5g上述制備的吸附劑，取IOOmL某水樣在pH = 6. 0條件下進行吸附實驗，吸 附結果見表1，試驗結果表明吸附劑去除重金屬的效果好，吸附容量高。
[0028] 表 1
[0029]
【主權項】
1. 一種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑，其特征在于，其是由下述重量 份的原料制得： 魔芋粉20-30,糯米粉3-5,蝦殼粉3-5,改性納米二氧化鈦2-4,果膠3-5,羧甲基纖 維素鈉0.5-1，海藻酸鈉3-5,苯甲酸鈉0. 1-0. 2,乙二胺四乙酸二鈉1-2,氯化鈣2-4,硼酸 0. 5-1，甲基椰油酰基牛磺酸鈉0. 02-0. 05,水80-100 ; 所述改性納米二氧化鈦由下列重量份的原料制成： 納米二氧化鈦10-15,聚乙二醇2-4,甘露醇1-2,十二烷基葡糖苷0. 1-0. 2,聚乙烯吡咯 烷酮 〇?1-0. 2,聚山梨酯-80 0? 03-0. 05,水40-50 ; 所述改性納米二氧化鈦的制備方法是： 先將聚乙二醇和甘露醇加入水中攪拌直至完全溶解，再加入十二烷基葡糖苷、聚乙烯 吡咯烷酮和聚山梨酯-80 600-800r/min攪拌10-15min，然后加入納米二氧化鈦，先超聲分 散5-10min，再于1200_1500r/min條件下攪拌15_30min，干燥后研磨均勾，即得。
2. 根據權利要求1所述的一種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑的制備方 法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 按重量稱取原料，先將硼酸與1/2-2/3量的水共同加入反應釜中并攪拌直至完全 溶解，然后加入魔芋粉、糯米粉、蝦殼粉和果膠60-80°C、400-600r/min攪拌0. 5-lh，再加入 改性納米二氧化鈦、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉和苯甲酸鈉先60-80°C、1200-1500r/min攪 拌0. 5-lh，再冷卻至室溫，300-400r/min攪拌2-4h，得混合料； (2) 將氯化鈣、乙二胺四乙酸二鈉和甲基椰油酰基牛磺酸鈉加入余量的水，先于室溫下 1000-1200r/min攪拌5-10min，再加入所述的混合料并攪拌均勻，靜置1-2h，冷凍干燥后研 磨均勻，過10-20目篩，即得。
【專利摘要】本發明公開了一種改性納米二氧化鈦/魔芋粉復合重金屬吸附劑，其特征是由下述重量份的原料制得：魔芋粉20-30，糯米粉3-5，蝦殼粉3-5，改性納米二氧化鈦2-4，果膠3-5，羧甲基纖維素鈉0.5-1，海藻酸鈉3-5，苯甲酸鈉0.1-0.2，乙二胺四乙酸二鈉1-2，氯化鈣2-4，硼酸0.5-1，甲基椰油酰基牛磺酸鈉0.02-0.05，水80-100。本發明的重金屬吸附劑具有高吸附性能，不僅能高效吸附重金屬，且便于回收再利用；原料來源豐富，價格低廉，制作方法簡單且不引入二次污染，具有較高的環境效益和經濟效益。
【IPC分類】B01J20-30, C02F1-62, B01J20-24, C02F1-28
【公開號】CN104722280
【申請號】CN201510125768
【發明人】唐玉朝, 黃顯懷, 汪賽奇, 沈珺
【申請人】唐玉朝, 黃顯懷
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月20日