本發(fā)明涉及復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：水體污染指工業(yè)廢水、生活污水和其他廢棄物進(jìn)入江河湖海等水體，超過水體自凈能力所造成的污染。這會導(dǎo)致水體的物理、化學(xué)、生物等方面特征的改變，從而影響到水的利用價值，危害人體健康或破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。造成水體污染的原因是多方面的，其主要來源有以下幾方面：(1)工業(yè)廢水：工業(yè)廢水是世界范圍內(nèi)污染的主要原因。工業(yè)生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)都可產(chǎn)生廢水。影響較大的工業(yè)廢水主要來自冶金、電鍍、造紙、印染、制革等企業(yè)。(2)生活污水：是指人們?nèi)粘Ｉ畹南礈鞆U水和糞尿污水等。來自醫(yī)療單位的污水是一類特殊的生活污水，主要危害是引起腸道傳染病。(3)農(nóng)業(yè)污水：主要含氮、磷、鉀等化肥、農(nóng)藥、糞尿等有機(jī)物及人畜腸道病原體等。(4)其他：工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物含有大量的易溶于水的無機(jī)和有機(jī)物，受雨水沖淋造成水體污染。對于我國的水環(huán)境，環(huán)保部稱“質(zhì)量不容樂觀”。面對日益嚴(yán)重水污染現(xiàn)象，研究水體凈化成為了熱點(diǎn)和關(guān)鍵。吸附是一個自發(fā)的熱力學(xué)過程，它利用物質(zhì)的表面能，使相界面的濃度發(fā)生變化，是一種傳質(zhì)現(xiàn)象。磁性吸附材料是指具有較大比表面積和較高表面能的由過渡元素鐵、鈷、鎳及其合金組成的具有磁性的一類材料，對于處理污染廢水的吸附材料來講是指能夠?qū)Χ喾N污染物(特別是采用其它方法難以有效處理的有劇毒和難降解的污染物)具有較強(qiáng)的吸附能力并能將其從固相或液相中有效分離并去除的材料?；谏鲜鲫愂觯景l(fā)明提出了一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料及其制備方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料及其制備方法。一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：吸附樹脂20～40份、木棉基活性炭纖維8～15份、碳納米管8～15份、氧化石墨烯8～15份、金屬有機(jī)骨架材料5～10份、鐵氧體型磁性溶液20～30份、磁性粉體15～25份、活性成分3～8份、十二烷基苯磺酸鈉1～3份、溶劑20～30份。優(yōu)選的，所述的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：吸附樹脂25～35份、木棉基活性炭纖維10～14份、碳納米管10～14份、氧化石墨烯10～14份、金屬有機(jī)骨架材料6～9份、鐵氧體型磁性溶液22～28份、磁性粉體18～22份、活性成分4～7份、十二烷基苯磺酸鈉1.5～2.5份、溶劑22～28份。優(yōu)選的，所述的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：吸附樹脂30份、木棉基活性炭纖維12份、碳納米管12份、氧化石墨烯12份、金屬有機(jī)骨架材料8份、鐵氧體型磁性溶液25份、磁性粉體20份、活性成分5份、十二烷基苯磺酸鈉2份、溶劑25份。優(yōu)選的，所述吸附樹脂為大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物。優(yōu)選的，所述磁性粉體為沸石、凹凸棒土、膨潤土和硅藻土中的一種或多種，所述磁性粉體的粒徑為0.1～10μm。優(yōu)選的，所述活性成分包括活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物。優(yōu)選的，所述溶劑為經(jīng)分子篩脫水的N-甲基吡咯烷酮、N-N二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和二甲基亞砜中的一種。本發(fā)明還提出了一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：S1、將所述比重的吸附樹脂、金屬有機(jī)骨架材料、活性成分和十二烷基苯磺酸鈉，在90～110℃的環(huán)境下，反應(yīng)0.5～1h，反應(yīng)過程以110～180r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，得混合物A；S2、將所述比重的木棉基活性炭纖維、氧化石墨烯、碳納米管和磁性粉體溶于所述比重的溶劑中，超聲振蕩1～3h后，經(jīng)沉淀、過濾后，置于真空干燥箱內(nèi)，在60～90℃的環(huán)境下真空干燥0.6～1.2h，得混合物B；S3、將步驟S1中所得的混合物A和步驟S2中所得的混合物B加入到所述比重的鐵氧體型磁性溶液中，研磨混合2～5h后，加入所述比重的乙醇溶液，靜置陳化1～2h后，進(jìn)行分離，得固態(tài)物質(zhì)C；S4、將步驟S3中所得的固態(tài)物質(zhì)C經(jīng)水洗后，置于真空干燥箱內(nèi)，在60～90℃的環(huán)境下真空干燥0.6～1.2h，得固體混合物D；S5、將步驟S4中所得的固體混合物D進(jìn)行充分研磨，得粒徑為10～100nm的細(xì)粉末，即得吸附復(fù)合材料。本發(fā)明提出的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，其具有良好的穩(wěn)定性能，比表面積大、比表能高，吸附能力強(qiáng)，適用性強(qiáng)，對水體要求不高，可廣泛適用于酸性及堿性溶液，本發(fā)明提出的磁性膨脹的吸附復(fù)合材料用于去除水中的有害物質(zhì)，吸附效率高，不會造成水體的二次污染，本發(fā)明提出的磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，其制備方法簡單，制備成本低，膨脹度高，可廣泛應(yīng)用生活廢水、工業(yè)廢水及其他領(lǐng)域污水處理，值得推廣。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步解說。實(shí)施例一本發(fā)明提出的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物30份、木棉基活性炭纖維10份、碳納米管9份、氧化石墨烯10份、金屬有機(jī)骨架材料8份、鐵氧體型磁性溶液28份、硅藻土18份、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物4份、十二烷基苯磺酸鈉1.5份、經(jīng)分子篩脫水的二甲基亞砜28份。其制備方法，包括以下步驟：S1、將所述比重的大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物、金屬有機(jī)骨架材料、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物和十二烷基苯磺酸鈉，在100℃的環(huán)境下，反應(yīng)0.8h，反應(yīng)過程以170r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，得混合物A；S2、將所述比重的木棉基活性炭纖維、氧化石墨烯、碳納米管和硅藻土溶于所述比重的經(jīng)分子篩脫水的二甲基亞砜中，超聲振蕩2h后，經(jīng)沉淀、過濾后，置于真空干燥箱內(nèi)，在80℃的環(huán)境下真空干燥1h，得混合物B；S3、將步驟S1中所得的混合物A和步驟S2中所得的混合物B加入到所述比重的鐵氧體型磁性溶液中，研磨混合4h后，加入所述比重的乙醇溶液，靜置陳化1h后，進(jìn)行分離，得固態(tài)物質(zhì)C；S4、將步驟S3中所得的固態(tài)物質(zhì)C經(jīng)水洗后，置于真空干燥箱內(nèi)，在70℃的環(huán)境下真空干燥0.8h，得固體混合物D；S5、將步驟S4中所得的固體混合物D進(jìn)行充分研磨，得粒徑為90nm的細(xì)粉末，即得吸附復(fù)合材料。實(shí)施例二本發(fā)明提出的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物40份、木棉基活性炭纖維8份、碳納米管10份、氧化石墨烯12份、金屬有機(jī)骨架材料5份、鐵氧體型磁性溶液20份、硅藻土22份、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物8份、十二烷基苯磺酸鈉3份、經(jīng)分子篩脫水的N-N二甲基甲酰胺20份。其制備方法，包括以下步驟：S1、將所述比重的大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物、金屬有機(jī)骨架材料、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物和十二烷基苯磺酸鈉，在90℃的環(huán)境下，反應(yīng)0.5h，反應(yīng)過程以150r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，得混合物A；S2、將所述比重的木棉基活性炭纖維、氧化石墨烯、碳納米管和硅藻土溶于所述比重的經(jīng)分子篩脫水的N-N二甲基甲酰胺中，超聲振蕩1.5h后，經(jīng)沉淀、過濾后，置于真空干燥箱內(nèi)，在60℃的環(huán)境下真空干燥0.8h，得混合物B；S3、將步驟S1中所得的混合物A和步驟S2中所得的混合物B加入到所述比重的鐵氧體型磁性溶液中，研磨混合2h后，加入所述比重的乙醇溶液，靜置陳化1.5h后，進(jìn)行分離，得固態(tài)物質(zhì)C；S4、將步驟S3中所得的固態(tài)物質(zhì)C經(jīng)水洗后，置于真空干燥箱內(nèi)，在80℃的環(huán)境下真空干燥1.2h，得固體混合物D；S5、將步驟S4中所得的固體混合物D進(jìn)行充分研磨，得粒徑為80nm的細(xì)粉末，即得吸附復(fù)合材料。實(shí)施例三本發(fā)明提出的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物35份、木棉基活性炭纖維12份、碳納米管8份、氧化石墨烯8份、金屬有機(jī)骨架材料6份、鐵氧體型磁性溶液25份、沸石15份、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物5份、十二烷基苯磺酸鈉2份、經(jīng)分子篩脫水的N-甲基吡咯烷酮25份。其制備方法，包括以下步驟：S1、將所述比重的大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物、金屬有機(jī)骨架材料、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物和十二烷基苯磺酸鈉，在105℃的環(huán)境下，反應(yīng)1h，反應(yīng)過程以180r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，得混合物A；S2、將所述比重的木棉基活性炭纖維、氧化石墨烯、碳納米管和沸石溶于所述比重的經(jīng)分子篩脫水的N-甲基吡咯烷酮中，超聲振蕩3h后，經(jīng)沉淀、過濾后，置于真空干燥箱內(nèi)，在70℃的環(huán)境下真空干燥1.2h，得混合物B；S3、將步驟S1中所得的混合物A和步驟S2中所得的混合物B加入到所述比重的鐵氧體型磁性溶液中，研磨混合5h后，加入所述比重的乙醇溶液，靜置陳化2h后，進(jìn)行分離，得固態(tài)物質(zhì)C；S4、將步驟S3中所得的固態(tài)物質(zhì)C經(jīng)水洗后，置于真空干燥箱內(nèi)，在60℃的環(huán)境下真空干燥0.6h，得固體混合物D；S5、將步驟S4中所得的固體混合物D進(jìn)行充分研磨，得粒徑為50nm的細(xì)粉末，即得吸附復(fù)合材料。實(shí)施例四本發(fā)明提出的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物20份、木棉基活性炭纖維15份、碳納米管15份、氧化石墨烯9份、金屬有機(jī)骨架材料9份、鐵氧體型磁性溶液22份、膨潤土25份、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物3份、十二烷基苯磺酸鈉1份、經(jīng)分子篩脫水的N，N-二甲基乙酰胺30份。其制備方法，包括以下步驟：S1、將所述比重的大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物、金屬有機(jī)骨架材料、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物和十二烷基苯磺酸鈉，在95℃的環(huán)境下，反應(yīng)0.6h，反應(yīng)過程以110r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，得混合物A；S2、將所述比重的木棉基活性炭纖維、氧化石墨烯、碳納米管和膨潤土溶于所述比重的經(jīng)分子篩脫水的N，N-二甲基乙酰胺中，超聲振蕩1h后，經(jīng)沉淀、過濾后，置于真空干燥箱內(nèi)，在90℃的環(huán)境下真空干燥0.6h，得混合物B；S3、將步驟S1中所得的混合物A和步驟S2中所得的混合物B加入到所述比重的鐵氧體型磁性溶液中，研磨混合3h后，加入所述比重的乙醇溶液，靜置陳化1.8h后，進(jìn)行分離，得固態(tài)物質(zhì)C；S4、將步驟S3中所得的固態(tài)物質(zhì)C經(jīng)水洗后，置于真空干燥箱內(nèi)，在90℃的環(huán)境下真空干燥1h，得固體混合物D；S5、將步驟S4中所得的固體混合物D進(jìn)行充分研磨，得粒徑為10nm的細(xì)粉末，即得吸附復(fù)合材料。實(shí)施例五本發(fā)明提出的一種磁性膨脹的吸附復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物25份、木棉基活性炭纖維9份、碳納米管12份、氧化石墨烯15份、金屬有機(jī)骨架材料10份、鐵氧體型磁性溶液30份、凹凸棒土20份、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物6份、十二烷基苯磺酸鈉2.5份、經(jīng)分子篩脫水的N-N二甲基甲酰胺22份。其制備方法，包括以下步驟：S1、將所述比重的大孔吸附樹脂與陰、陽離子交換樹脂的混合物、金屬有機(jī)骨架材料、活性氧化鋁和活性二氧化硅的組合物和十二烷基苯磺酸鈉，在110℃的環(huán)境下，反應(yīng)0.9h，反應(yīng)過程以140r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，得混合物A；S2、將所述比重的木棉基活性炭纖維、氧化石墨烯、碳納米管和凹凸棒土溶于所述比重的經(jīng)分子篩脫水的N-N二甲基甲酰胺中，超聲振蕩2.5h后，經(jīng)沉淀、過濾后，置于真空干燥箱內(nèi)，在85℃的環(huán)境下真空干燥0.9h，得混合物B；S3、將步驟S1中所得的混合物A和步驟S2中所得的混合物B加入到所述比重的鐵氧體型磁性溶液中，研磨混合2.5h后，加入所述比重的乙醇溶液，靜置陳化1.2h后，進(jìn)行分離，得固態(tài)物質(zhì)C；S4、將步驟S3中所得的固態(tài)物質(zhì)C經(jīng)水洗后，置于真空干燥箱內(nèi)，在75℃的環(huán)境下真空干燥0.9h，得固體混合物D；S5、將步驟S4中所得的固體混合物D進(jìn)行充分研磨，得粒徑為100nm的細(xì)粉末，即得吸附復(fù)合材料。分別對上述實(shí)施例一～五中磁性膨脹的吸附復(fù)合材料的性能進(jìn)行測試，得出如下結(jié)果：實(shí)施例一二三四五膨脹度≧105≧112≧128≧117≧135吸附量(mg/g)≧350≧380≧440≧390≧410以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3