本發(fā)明屬于污染物處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種吸附劑及其制備方法，尤其涉及一種星型吸附劑及其制備方法，特別涉及一種基于星型結(jié)構(gòu)的無機(jī)-有機(jī)雜化結(jié)構(gòu)的重金屬離子及微細(xì)懸浮顆粒的吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著重金屬采選、冶煉、加工和產(chǎn)品制造等活動的日益頻繁，大量重金屬污染物排放在環(huán)境中，造成嚴(yán)重危害人類生存健康的環(huán)境污染問題。重金屬與一般有機(jī)耗氧物不同，在水體中不易被微生物降解，易在各種形態(tài)之間轉(zhuǎn)化、分散和富集實現(xiàn)離子的快速遷移，因此重金屬水體污染成為目前亟待解決的問題。

在水體中重金屬離子的治理工作中，科研工作者們做了大量嘗試。常用的分離方法包括化學(xué)沉淀法，離子交換法，吸附分離法，膜分離法等。其中吸附分離法因其成本低、容量大、易實施、作用快等優(yōu)點逐漸成為治理重金屬廢水污染的重要手段。常用的吸附材料包括活性炭等無機(jī)吸附材料、殼聚糖等天然吸附材料以及聚丙烯腈類合成吸附材料。然而這些吸附材料在實際應(yīng)用中仍然存在著一定的局限性，如無機(jī)材料吸附選擇性差，成本高，水體環(huán)境要求高，天然材料吸附容量低，水溶性高分子易造成二次污染等。因此，高性能吸附劑的研發(fā)成為目前解決重金屬離子水體污染問題的關(guān)鍵。

CN105084502A公開了一種廣譜型重金屬離子高分子螯合劑的制備方法，以聚乙烯亞胺為基本骨架，在4-二甲氨基吡啶和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽催化條件下堿性接枝黃原酸鈉，得到重金屬螯合劑。該螯合劑對于廢水中Cu²⁺，Zn²⁺，Pb²⁺等離子均表現(xiàn)出較高的去除率。

CN105413660A公開了一種基于納米二氧化硅結(jié)構(gòu)的高吸附重金屬離子吸附劑的制備方法，以納米二氧化硅微球為基材，通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)在微球表面接枝聚合物，進(jìn)而在聚合物側(cè)鏈引入具有強(qiáng)吸附功能的二甲基氨基甲酸鹽功能基團(tuán)，得到納米型重金屬螯合劑。該螯合重金屬螯合劑對Cu²⁺的吸附容量是2.108mmol/g，對Pb²⁺的吸附容量是1.195mmol/g。

然而，對于直鏈型高分子螯合劑，由于高分子長鏈的空間位阻及不對稱效應(yīng)導(dǎo)致功能性基團(tuán)無法被充分利用，一方面產(chǎn)生的絮體較小，另一方面未被利用的功能基團(tuán)殘留的負(fù)電荷使得絮體間相互排斥，從而阻礙了絮體的快速沉降，給重金屬離子與水的快速分離造成一定的困難。對于納米型支鏈螯合劑，制備工藝復(fù)雜，偶聯(lián)劑成本高，且吸附容量較小，納米二氧化硅微球僅起到骨架作用，一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。

CN 106032294A公開了一種用二硫代氨基甲酸鹽處理有機(jī)反應(yīng)中重金屬離子的方法，所述利用固體DTCs螯合重金屬離子形成不溶物，然后過濾除去，該方法可以使有機(jī)反應(yīng)中Cu和其他重金屬殘留小于15ppm。但是，所述方法去除重金屬離子的量還比較小，有待于進(jìn)一步的提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種星型吸附劑及其制備方法，所述星型吸附劑能夠快速有效去除重金屬離子及懸浮顆粒，在重金屬離子污水領(lǐng)域具備巨大的應(yīng)用潛力。

本發(fā)明所述星型結(jié)構(gòu)是指從一個中心核散發(fā)出多條線型支鏈，即以金屬氫氧化物顆粒為中心核，以聚丙烯酰胺或其共聚物高分子鏈為支鏈所呈現(xiàn)出的聚合物結(jié)構(gòu)。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種吸附劑，所述吸附劑包括具有絮凝作用的金屬氫氧化物顆粒和連接于金屬氫氧化物顆粒表面的多個接枝物，所述吸附劑呈星型結(jié)構(gòu)，所述星型結(jié)構(gòu)以金屬氫氧化物顆粒為中心，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，如20、30、50、90、120、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1100、1300、1500或2000等，優(yōu)選為100-1000，0≤y≤0.44m，如y＝0、0.005m、0.008m、0.01m、0.03m、0.05m、0.08m、0.1m或0.3m等，1≤n≤6，如2、3、4或5等，n為N-CH₂-CH₂的個數(shù)，所述R為H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅中的任意一種，所述A選自陽離子型共聚單體、非離子型共聚單體或陰離子型共聚單體中的任意一種或至少兩種的組合形成的共聚鏈段的重復(fù)單元，典型但非限制性的組合如陽離子型共聚單體與非離子型共聚單體，陽離子型共聚單體與陰離子型共聚單體，陽離子型共聚單體、非離子型共聚單體與陰離子型共聚單體。

所述接枝物的陽離子包括Na⁺、K⁺或Li⁺等。

所述m的取值不在上述范圍內(nèi)，則聚合物分子量較小，會導(dǎo)致材料的絮凝性能下降90％以上。

y的數(shù)值不在上述范圍內(nèi)，則導(dǎo)致吸附劑中氨基二硫代氨基甲酸鹽的含量降低，使得材料的螯合性能下降50％以上，并且造成材料成本的增加。

所述n的取值不在上述范圍內(nèi)，則由空間位阻導(dǎo)致的曼尼希反應(yīng)產(chǎn)率降低，相應(yīng)導(dǎo)致氨基二硫代甲酸鹽的接枝率下降，最終使得材料的螯合性能下降50％以上，且材料成本增大。

所述R不為H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅中的任意一種，則反應(yīng)活性降低，造成材料吸附性能的下降，且原料成本增加。

所述吸附劑借助絮凝基體的絮凝吸附作用以及改性功能基團(tuán)的螯合吸附作用，實現(xiàn)微細(xì)懸浮顆粒及重金屬離子的同時去除，在簡單及含濁、染料等復(fù)雜重金屬廢水體系中均具備良好的應(yīng)用前景。

所述具有絮凝作用的金屬氫氧化物顆粒選自氫氧化鋁顆粒、氫氧化鐵顆粒、氫氧化鋅顆?；驓溲趸V顆粒中的任意一種或至少兩種的組合。典型但非限制性的組合如氫氧化鋁顆粒與氫氧化鐵顆粒，氫氧化鐵顆粒與氫氧化鋅顆粒，氫氧化鎂顆粒與氫氧化鋁顆粒。選擇具有絮凝作用的金屬氫氧化物顆粒具有如下優(yōu)點：一方面，金屬氫氧化物納米顆粒表面帶正電，有利于有機(jī)單體的原位聚合；另一方面，金屬氫氧化物顆粒本身具備絮凝作用，并與有機(jī)聚合物協(xié)同發(fā)揮電中和以及吸附絮凝作用，提高材料的絮凝效能。

優(yōu)選地，所述金屬氫氧化物顆粒的粒徑為10-500nm，如20nm、30nm、50nm、70nm、100nm、110nm、130nm、150nm、180nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或480nm等，優(yōu)選為10-200nm。所述金屬氫氧化物顆粒的粒徑在此范圍內(nèi)具有如下優(yōu)點：顆粒表面積大，且表面吸附電荷多，有利于有機(jī)單體在顆粒表面的原位聚合，另外，所述金屬氫氧化物顆粒的粒徑為10-200nm時，所述吸附劑的性能最優(yōu)。

優(yōu)選地，所述陽離子型共聚單體選自二甲基二烯丙基氯化銨和/或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。

優(yōu)選地，所述非離子型共聚單體選自環(huán)糊精和/或接枝共聚物淀粉。

優(yōu)選地，所述陰離子型共聚單體選自丙烯酸和/或烯丙基磺酸鈉。

所述A可為圖(Ⅱ)-(Ⅳ)所示。

所述接枝物與所述金屬氫氧化物顆粒的質(zhì)量之比為100:1-5:1，如8:1、10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、65:1、75:1、85:1或95:1等。所述接枝物與所述金屬氫氧化物顆粒的質(zhì)量比在此范圍的優(yōu)點為一方面保證有機(jī)高分子鏈在顆粒表面的高效聚合，另一方面保證有機(jī)聚合物吸附架橋作用和金屬氫氧化物顆粒電中和作用的協(xié)同高效發(fā)揮。

本發(fā)明的目的之一還在于提供一種如上所述吸附劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將金屬氫氧化物膠體與丙烯酰胺單體和可選地共聚單體混合，之后，加入引發(fā)劑，進(jìn)行聚合反應(yīng)，再將反應(yīng)得到的凝膠制成膠液，抽提得到固相，將所述固相干燥得到有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑，所述有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑包括金屬氫氧化物顆粒和多個聚合物分子鏈，所述多個聚合物分子鏈連接于金屬氫氧化物顆粒表面，所述共聚單體選自陽離子型共聚單體、非離子型共聚單體或陰離子型共聚單體中的任意一種或至少兩種的組合；

(2)將有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑溶解，調(diào)節(jié)pH值至4-13，如5、6、7、8、9、10或12等，之后將有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑、單醛和乙烯胺類化合物進(jìn)行Mannich反應(yīng)，將乙烯胺類化合物接枝到有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑的聚合物分子鏈上，再與二硫化碳在堿性條件下反應(yīng)得到所述吸附劑；其中，所述乙烯胺類化合物的分子式為H(NHCH₂CH₂)_nNH₂，n＝1-6，如1、2、3、4或5等，所述單醛的分子式為RCHO，R＝H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅中的任意一種。

本發(fā)明提供的吸附劑的制備方法選擇具備絮凝能力的正電金屬氫氧化物顆粒為基材，通過自由基聚合方法將聚丙烯酰胺接枝在件數(shù)氫氧化物顆粒表面，得到高效無機(jī)-有機(jī)雜化絮凝劑，在此星型骨架之上引入大量吸附重金屬離子的功能性基團(tuán)二硫代氨基甲酸鹽(DTC)，最終得到星型重金屬離子及微細(xì)懸浮顆粒吸附劑。

步驟(1)所述金屬氫氧化物膠體通過將銨鹽溶液和/或氨水滴加至金屬氯化物溶液中，控制滴加速率和攪拌速率得到，所述滴加速率為0.1-3.0mL/min，如0.3mL/min、0.7mL/min、0.8mL/min、1.0mL/min、1.5mL/min、1.8mL/min、2.0mL/min、2.3mL/min、2.5mL/min或2.8mL/min等，優(yōu)選為0.5mL/min，所述攪拌速率為1000-5000rpm，如1500rpm、2000rpm、2500rpm、3200rpm、3500rpm、4000rpm或4500rpm等，優(yōu)選為3000rpm。

優(yōu)選地，所述銨鹽和/或氨水與金屬氯化物的摩爾比為0.75:1-1.5:1，如0.8:1、0.9:1、1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1或1.4:1等。

步驟(1)所述金屬氫氧化物膠體與丙烯酰胺單體的質(zhì)量比為1:5-1:19，如1:6、1:8、1:10、1:12、1:13、1:15或1:17等。

優(yōu)選地，步驟(1)所述共聚單體的摩爾量與丙烯酰胺單體的摩爾量之比為(0.004-0.4):1，如0.005:1、0.008:1、0.01:1、0.03:1、0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.2:1或0.3:1等。

優(yōu)選地，步驟(1)所述陽離子型共聚單體選自二甲基二烯丙基氯化銨和/或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。

優(yōu)選地，步驟(1)所述非離子型共聚單體選自環(huán)糊精和/或接枝共聚物淀粉。

優(yōu)選地，步驟(1)所述陰離子型共聚單體選自丙烯酸和/或烯丙基磺酸鈉。

優(yōu)選地，步驟(1)所述引發(fā)劑的加入量為丙烯酰胺單體質(zhì)量的0.01％-3％，如0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％或2.8％等。

優(yōu)選地，步驟(1)所述引發(fā)劑為氧化還原引發(fā)劑，所述氧化劑為過硫酸銨，所述還原劑為亞硫酸氫鈉，所述氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1.05:1-2:1，如1.1:1、1.3:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1或1.9:1等。

優(yōu)選地，步驟(1)所述的聚合反應(yīng)在30-90℃水浴條件下和惰性氣氛的密封體系中進(jìn)行，所述水浴溫度為35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃或85℃等。所述惰性氣氛可為氮氣氣氛、氬氣氣氛或氦氣氣氛中的任意一種或至少兩種的組合。

優(yōu)選地，步驟(1)所述聚合反應(yīng)的時間為3-15h，如4h、5h、6h、8h、10h、12h或14h等。

步驟(1)通過將反應(yīng)得到的凝膠溶于去離子水中制成膠液。

優(yōu)選地，步驟(1)所述抽提使用的溶劑為丙酮。

步驟(2)所述Mannich反應(yīng)具體為：將所述有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑與單醛在25-80℃條件下反應(yīng)0.5-4h，之后加入乙烯胺類化合物繼續(xù)反應(yīng)1-4h。

所述有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑與單醛反應(yīng)的溫度可為30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃或75℃等，反應(yīng)的時間可為0.8h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h或3.5h等；加入乙烯胺類化合物反應(yīng)的時間可為1.5h、2h、2.5h、3h或3.5h等。

優(yōu)選地，步驟(2)所述單醛與丙烯酰胺單體的摩爾比為1.05:1-1.3:1，如1.1:1、1.15:1、1.2:1或1.25:1等。

優(yōu)選地，步驟(2)所述乙烯胺類化合物與丙烯酰胺單體的摩爾比為0.2:1-1.2:1，如0.3:1、0.5:1、0.6:1、0.8:1、1.0:1或1.1:1等。

步驟(2)所述二硫化碳與乙烯胺類化合物的摩爾比為1.5:1-8:1，如2:1、3:1、4:1、5:1、6:1或7:1等。

優(yōu)選地，步驟(2)通過加入強(qiáng)堿得到所述堿性條件，所述強(qiáng)堿優(yōu)選為氫氧化鈉。

優(yōu)選地，所述加入的強(qiáng)堿與二硫化碳的摩爾比為1.1:1-1.5:1，如1.2:1、1.3:1或1.4:1等。

優(yōu)選地，步驟(2)所述與二硫化碳在堿性條件下的反應(yīng)具體為：將含有接枝后的有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑的溶液降溫至15-35℃，如18℃、20℃、23℃、25℃、28℃、30℃或32℃等，之后滴加二硫化碳，反應(yīng)2-6h，如3h、4h、5h或5.5h等，再將溶液的溫度升高至30-80℃，如35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或75℃等，反應(yīng)1-6h，如2h、3h、4h、5h或5.5h等。

優(yōu)選地，所述二硫化碳滴加的速度為0.05mL/min-0.5mL/min，如0.06mL/min、0.07mL/min、0.08mL/min、0.09mL/min、0.1mL/min、0.2mL/min、0.3mL/min或0.4mL/min等。

優(yōu)選地，所述與二硫化碳在堿性條件下的反應(yīng)還包括將反應(yīng)產(chǎn)物滴入丙酮中抽提沉析，并將沉淀物干燥。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述吸附劑的制備方法包括如下步驟：

(1)將銨鹽溶液和/或氨水滴加至金屬氯化物溶液中，控制滴加速率和攪拌速率，得到金屬氫氧化物膠體；其中，所述滴加速率為0.1-3.0mL/min，所述攪拌速率為1000-5000rpm，銨鹽和/或氨水與金屬氯化物的摩爾比為0.75:1-1.5:1；

向金屬氫氧化物膠體中加入丙烯酰胺單體和可選地共聚單體，在恒溫水浴30-90℃條件下通入惰性氣體保護(hù)，隨后滴加引發(fā)劑，密封反應(yīng)體系，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)3～15h；其中，金屬氫氧化物膠體與丙烯酰胺單體的質(zhì)量比為1:5-1:19，共聚單體的摩爾量與丙烯酰胺單體的摩爾量之比為0.004-0.4:1，引發(fā)劑的加入量為丙烯酰胺單體質(zhì)量的0.01-3％，引發(fā)劑屬于氧化-還原體系，所述氧化劑為過硫酸銨，所述還原劑為亞硫酸氫鈉，所述氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1.05:1-2:1，所述共聚單體選自陽離子型共聚單體、非離子型共聚單體或陰離子型共聚單體中的任意一種或至少兩種的組合；

將聚合反應(yīng)得到的凝膠溶于去離子水中配成膠液，于丙酮中抽提；

將抽提得到的產(chǎn)物干燥至恒重，研磨后得到有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑粉末；

(2)將有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑粉末溶解，調(diào)節(jié)其pH值至4-13，之后加入單醛，單醛與丙烯酰胺的摩爾比為1.05:1-1.3:1，在25-80℃條件下反應(yīng)0.5-4h，然后加入乙烯胺類化合物反應(yīng)1-4h，乙烯胺類化合物與丙烯酰胺單體的摩爾比為0.2:1-1.2:1，得乳白色粘稠溶液；將乳白色粘稠溶液降溫至15-35℃，加入氫氧化鈉，滴加二硫化碳，二硫化碳與乙烯胺類化合物的摩爾比為1.5:1-8:1，氫氧化鈉與二硫化碳的摩爾比為1.1:1-1.5:1，反應(yīng)2-6h，再將溫度升高至30-80℃，反應(yīng)1-6h，將反應(yīng)產(chǎn)物滴入丙酮中抽提沉析，沉淀物干燥至恒重，得到所述吸附劑。

本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)范圍除包括例舉的點值外，還包括上述數(shù)據(jù)范圍之間的其它的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明提供的吸附劑以金屬氫氧化物膠體為基材，在納米顆粒表面接枝大量聚丙烯酰胺高分子支鏈，得到星型結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑，正電荷金屬氫氧化物納米顆粒、聚丙烯酰胺組分的選擇以及星型結(jié)構(gòu)的設(shè)計有利于實現(xiàn)絮凝功能基團(tuán)與微細(xì)顆粒的充分接觸，將材料對微細(xì)顆粒的絮凝性能提高30％以上。

2、本發(fā)明提供的吸附劑以星型有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑為基本骨架，在支鏈結(jié)構(gòu)單元中引入大量功能性重金屬吸附基團(tuán)，此結(jié)構(gòu)設(shè)計可將材料的吸附容量提高7倍以上，而單純的有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑對重金屬離子基本無吸附能力。

3、本發(fā)明提供的吸附劑在簡單及含濁、染料等復(fù)雜重金屬廢水中均具有廣闊的應(yīng)用前景，在處理含平均粒徑為1μm懸浮顆粒的、重金屬離子濃度為50mg/L的含濁廢水時，在用量為0.2g/L的條件下，5min之內(nèi)可能懸浮液的濁度由324.3降低至5NTU以下，重金屬離子濃度可降低至1ppm以下。

4、本發(fā)明提供的吸附劑的制備方法中使用的原料易得，制備及處理工藝簡單，化學(xué)穩(wěn)定性高，在實際應(yīng)用中易于實施。

附圖說明

圖1a為本發(fā)明一種實施方式提供的星型吸附劑的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，陽離子未給出，M＝Al，F(xiàn)e，Mg，Zn，x＝2或3，m≥100；

圖1b為本發(fā)明一種實施方式提供的星型吸附劑的接枝物的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，陽離子未給出。

圖2是實施例1制備的高吸附星型吸附劑對重金屬廢水中Cu²⁺的吸附等溫曲線；

圖3是實施例1制備的高吸附星型吸附劑對重金屬廢水中Pb²⁺的吸附等溫曲線；

圖4是實施例1制備的高吸附星型吸附劑處理含濁重金屬廢水沉降及除濁曲線；

圖5是實施例1制備的高吸附星型吸附劑處理含濁重金屬廢水對Cu²⁺、Pb²⁺的去除率曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

一種星型吸附劑，如圖1a所示，所述星型吸附劑包括具有絮凝作用的金屬氫氧化物顆粒和連接于金屬氫氧化物顆粒表面的多個接枝物，所述星型結(jié)構(gòu)以金屬氫氧化物顆粒為中心，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)(如圖1b所示)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，優(yōu)選m為100-1000，0≤y≤0.44m，1≤n≤6，所述R為H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅中的任意一種，所述A選自陽離子型共聚單體、非離子型共聚單體或陰離子型共聚單體中的任意一種或至少兩種的組合形成的共聚鏈段的重復(fù)單元；所述陽離子型共聚單體如二甲基二烯丙基氯化銨和/或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，非離子型共聚單體如環(huán)糊精和/或接枝共聚物淀粉，陰離子型共聚單體如丙烯酸和/或烯丙基磺酸鈉；

所述具有絮凝作用的金屬氫氧化物顆粒選自氫氧化鋁顆粒、氫氧化鐵顆粒、氫氧化鋅顆粒或氫氧化鎂顆粒中的任意一種或至少兩種的組合；所述金屬氫氧化物顆粒的粒徑為10-500nm；所述接枝物與所述金屬氫氧化物顆粒的質(zhì)量之比為100:1-5:1。

所述吸附劑的制備方法包括如下步驟：

(1)將金屬氫氧化物膠體與丙烯酰胺單體和可選地共聚單體混合，之后，加入引發(fā)劑，進(jìn)行聚合反應(yīng)，再將反應(yīng)得到的凝膠制成膠液，抽提得到固相，將所述固相干燥得到有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑，所述有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑包括金屬氫氧化物顆粒和多個聚合物分子鏈，所述多個聚合物分子鏈連接于金屬氫氧化物顆粒表面，所述共聚單體選自陽離子型共聚單體、非離子型共聚單體或陰離子型共聚單體中的任意一種或至少兩種的組合形成的共聚鏈段的重復(fù)單元；所述陽離子型共聚單體如二甲基二烯丙基氯化銨和/或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，非離子型共聚單體如環(huán)糊精和/或接枝共聚物淀粉，陰離子型共聚單體如丙烯酸和/或烯丙基磺酸鈉；

(2)將有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑溶解，調(diào)節(jié)pH值至4-13，之后將有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑、單醛和乙烯胺類化合物進(jìn)行Mannich反應(yīng)，乙烯胺類化合物接枝到有機(jī)-無機(jī)雜化絮凝劑的聚合物分子鏈上，再與二硫化碳在堿性條件下反應(yīng)得到所述吸附劑；其中，所述乙烯胺類化合物的分子式為H(NHCH₂CH₂)_nNH₂，n＝1-6，所述單醛的分子式為RCHO，R＝H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅中的任意一種。

實施例1

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鋁顆粒和連接在所述氫氧化鋁顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，n為2，y為0，所述R為H，含硫量為20wt％。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，其具體制備過程包括以下步驟：

(1)絮凝劑Al-PAM的制備

在攪拌速率為3000rpm，滴加速率為0.5mL/min的條件下，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的碳酸銨((NH₄)₂CO₃)溶液逐滴滴加至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％的無水氯化鋁(AlCl₃)溶液中，其中(NH₄)₂CO₃與AlCl₃的摩爾投料比為1.2:1，得到氫氧化鋁(Al(OH)₃)膠體；

往上述Al(OH)₃膠體中加入單體丙烯酰胺(AM)，其中AM與Al(OH)₃的質(zhì)量比為7:1，置于40℃水浴中通N₂ 30min，加入占單體AM質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的過硫酸銨((NH₄)₂S₂O₈)和亞硫酸氫鈉(NaHSO₃)氧化還原引發(fā)劑，(NH₄)₂S₂O₈與NaHSO₃的質(zhì)量比為2:1，密閉反應(yīng)體系，反應(yīng)4.5h，得到無機(jī)-有機(jī)雜化高分子Al-PAM凝膠；

將聚合物凝膠于去離子水中溶解為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的膠液，滴入丙酮中抽提，得到白色聚合物沉淀；

將白色沉淀產(chǎn)物放置在真空干燥箱中55℃條件下干燥至恒重，研磨得到雜化絮凝劑粉末(Al-PAM)。

(2)吸附劑Al-PAM-DTC的制備

將1g Al-PAM粉末溶解于100mL去離子水中，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的絮凝劑溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的NaOH溶解調(diào)節(jié)pH值為10，加入甲醛(HCHO)，于50℃恒溫水浴中反應(yīng)1h，然后緩慢滴加二乙烯三胺(DETA)，反應(yīng)3h，其中HCHO與DETA的摩爾投料比為1.2:1，DETA與AM的摩爾投料比為1:1，得到乳白色溶液，即為中間接枝產(chǎn)物Al-PAM-DETA；

將得到的乳白色溶液降低至25℃，加入NaOH，以速率為0.1mL/min滴加二硫化碳(CS₂)反應(yīng)4h，將溫度升至55℃，反應(yīng)2h，其中CS₂與DETA的摩爾投料比為3:1，NaOH與CS₂的摩爾投料比為1.1:1，得到產(chǎn)物溶液；將產(chǎn)物溶液滴至丙酮中抽提沉析，產(chǎn)物置于55℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到星型吸附劑產(chǎn)物Al-PAM-DTC，含硫量為16wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在25℃條件下pH＝5時對Cu²⁺，Pb²⁺的等溫吸附曲線分別如圖2和圖3所示，由圖可知，該吸附劑對Cu²⁺的飽和吸附量為6.103mmol/g，Pb²⁺的飽和吸附量為3.853mmol/g。

重金屬離子吸附劑在不同初始重金屬離子濃度條件下的平衡吸附量按照如下方法測定：準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量(m)的重金屬離子吸附劑，投入至一系列相同體積(V)不同初始濃度(C₀)的pH＝5的重金屬廢水中。在攪拌條件下充分吸附，待作用完成后，將吸附劑與廢水分離，用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測量廢水中重金屬離子的平衡濃度(Ce)，平衡吸附量(q_e)按如下公式計算得到：

重金屬離子吸附劑的飽和吸附量可依據(jù)等溫吸附模型Langmuir和sips擬合得到。

Langmuir吸附方程為：

Sips吸附方程為：

本實施例制備的高吸附星型吸附劑對pH＝5的含濁重金屬廢水中Cu²⁺、Pb²⁺和懸浮顆粒的吸附動力學(xué)曲線如圖4和圖5所示。該廢水中Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為97％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為98.5％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例2

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鐵顆粒和連接在所述氫氧化鐵顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，n為2，y為0，所述R為H，接枝物與金屬氫氧化物顆粒的質(zhì)量比為19:1，含硫量為11％。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑的制備方法如實施例1所述的高吸附星型吸附劑的制備方法，所不同的是步驟(1)中金屬氫氧化物為Fe(OH)₃膠體，制備所用原料為氨水(NH₃·H₂O)和氯化鐵(FeCl₃)，其中NH₃·H₂O與FeCl₃的摩爾投料比為0.75:1，滴加速率為0.1mL/min，攪拌速率為1000rpm，AM與Fe(OH)₃的質(zhì)量比19:1，引發(fā)劑質(zhì)量占單體AM質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.01％，聚合溫度為90℃，聚合時間為3h。最終所得吸附劑Fe-PAM-DTC含硫量為15wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.186mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.423mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為95％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為90％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例3

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鎂顆粒和連接在所述氫氧化鎂顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，n為2，y為0，所述R為H，接枝物與金屬氫氧化物顆粒的質(zhì)量比為5:1，含硫量為12wt％。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑的制備方法如實施例1所述的高吸附星型吸附劑的制備方法，所不同的是步驟(1)中金屬氫氧化物為氫氧化鎂膠體，(NH₄)₂CO₃與MgCl₂的摩爾投料比為1.5:1，AM與Mg(OH)₂的質(zhì)量比5:1，引發(fā)劑質(zhì)量占單體AM質(zhì)量分?jǐn)?shù)的3％，(NH₄)₂S₂O₈與NaHSO₃的質(zhì)量比為1.05:1，聚合溫度為30℃，聚合時間為15h。最終所得吸附劑Mg-PAM-DTC含硫量為16wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.576mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.857mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為96％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例4

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鋅顆粒和連接在所述氫氧化鋅顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，n為2，y為0，所述R為H，含硫量為8wt％。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑的制備方法如實施例1所述的高吸附星型吸附劑的制備方法，所不同的是步驟(1)中為Zn(OH)₂膠體，制備所用原料為氨水(NH₃·H₂O)和氯化鋅(ZnCl₂)，其中NH₃·H₂O與ZnCl₂的摩爾投料比為1.05:1，滴加速率為3mL/min，攪拌速率為5000rpm，AM與Zn(OH)₂的質(zhì)量比100:1，步驟(2)中將pH值調(diào)節(jié)為4，所用單醛類為丁醛(CH₃(CH₂)₂CHO)，在80℃下反應(yīng)0.5h，乙烯胺類化合物類為乙二胺(EDA)，80℃下繼續(xù)反應(yīng)1h，加入NaOH，以0.5mL/min滴加CS₂，35℃下反應(yīng)6h，將溫度升至30℃反應(yīng)6h，其中EDA與AM的摩爾投料比為1.2:1，CH₃(CH₂)₂CHO與EDA的摩爾投料比為1.3:1，CS₂與EDA的摩爾投料比為1.5:1。最終所得吸附劑Zn-PAM-DTC含硫量為12wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為3.283mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.868mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為84％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例5

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鋁顆粒和連接在所述氫氧化鋁顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，n為6，y為0，所述R為H，含硫量為14wt％。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑的制備方法如實施例1所述的高吸附星型吸附劑的制備方法，所不同的是步驟(2)中將pH值調(diào)節(jié)為13，加入HCHO后25℃下反應(yīng)4h，所用乙烯胺類化合物為六乙烯七胺(HEHA)，50℃下反應(yīng)4h，加入NaOH，以0.05mL/min滴加CS₂，15℃下反應(yīng)2h，將溫度升至80℃反應(yīng)1h，其中HEHA與AM的摩爾投料比為0.2:1，HCHO與HEHA的摩爾投料比為1.05:1，CS₂與HEHA的摩爾投料比為8:1，NaOH與CS₂的摩爾投料比為1.5:1。最終所得吸附劑Al-PAM-DTC含硫量為14wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為5.126mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為3.512mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為97％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例6

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鐵顆粒和連接在所述氫氧化鐵顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，n為2，y為0，所述R為CH₃，含硫量為16wt％。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑的制備方法如實施例1所述的高吸附星型吸附劑的制備方法，所不同的是步驟(1)中金屬氫氧化物為Fe(OH)₃膠體，制備所用原料為氨水(NH₃·H₂O)和氯化鐵(FeCl₃)，其中NH₃·H₂O與FeCl₃的摩爾投料比為0.75:1，F(xiàn)e(OH)₃與AM的質(zhì)量比1:19，步驟(2)中所用乙烯胺類化合物為三乙烯四胺(TETA)，所用單醛類為乙醛(CH₃CHO)，其中TETA與AM的摩爾投料比為1:1，CH₃CHO與TETA的摩爾投料比為1.1:1，CS₂與TETA的摩爾投料比為3.5:1，NaOH與CS₂的摩爾投料比為1.1:1。最終所得吸附劑Fe-PAM-DTC含硫量為16wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為6.628mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為4.012mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為99％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例7

除將實施例1中的HCHO替換為CH₃CHO外，其余與實施例1相同。最終所得吸附劑Al-PAM-DTC含硫量為16wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為6.327mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為4.002mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為99％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例8

除將實施例1中的HCHO替換為C₂H₅CHO外，其余與實施例1相同。最終所得吸附劑Fe-PAM-DTC含硫量為14wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為5.528mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為3.782mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為99％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例9

除將實施例1中的HCHO替換為C₆H₅CHO外，其余與實施例1相同。最終所得吸附劑Fe-PAM-DTC含硫量為6wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為2.763mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.626mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為71％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例10

除將實施例1中的二乙烯三胺替換為乙二胺，即n＝1外，其余與實施例1相同。最終所得吸附劑Fe-PAM-DTC含硫量為13wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.898mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.982mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為97％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例11

除將實施例1中的二乙烯三胺替換為三乙烯四胺，即n＝3外，其余與實施例1相同。最終所得吸附劑Fe-PAM-DTC含硫量為10wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為3.826mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.223mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為96％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例12

除將實施例1中的二乙烯三胺替換為四乙烯五胺，即n＝4外，其余與實施例1相同。最終所得吸附劑Fe-PAM-DTC含硫量為8wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為3.276mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.868mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為80％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例13

除將實施例1中的二乙烯三胺替換為五乙烯六胺，即n＝5外，其余與實施例1相同。最終所得吸附劑Fe-PAM-DTC含硫量為6wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為2.736mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.598mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為65％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例14

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鋁顆粒和連接在所述氫氧化鋁顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，0＜y≤0.44m，n為2，所述R為H，所述吸附劑的含硫量為12wt％，A為DMDAAC聚合得到的聚合鏈段的重復(fù)單元。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑的制備方法如實施例1所述的高吸附星型吸附劑的制備方法，所不同的是步驟(1)中有機(jī)單體為AM和DMDAAC，AM和DMDAAC的質(zhì)量比為100:1，有機(jī)單體與Al(OH)₃的質(zhì)量比10:1，最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為12wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.676mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.723mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為98％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為96％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例15

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鐵顆粒和連接在所述氫氧化鐵顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，0＜y≤0.44m，n為2，所述R為H，所述吸附劑的含硫量為8wt％，A為DMDAAC聚合形成聚合鏈段的重復(fù)單元。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑的制備方法如實施例1所述的高吸附星型吸附劑的制備方法，所不同的是步驟(1)中有機(jī)單體為AM和DMDAAC，AM和DMDAAC的質(zhì)量比為10:1，有機(jī)單體與Fe(OH)₃的質(zhì)量比10:1，最終所得吸附劑Fe-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為8wt％％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為3.176mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.723mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為81％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為97％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例16

一種星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑，所述吸附劑包括氫氧化鎂顆粒和連接在所述氫氧化鎂顆粒表面的接枝物，所述接枝物包括如式(Ⅰ)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，所述m和n均為正整數(shù)，且m≥10，0＜y≤0.44m，n為2，所述R為H，所述吸附劑的含硫量為10wt％，A為DMDAAC聚合形成的聚合鏈段的重復(fù)單元。

所述星型重金屬離子及懸浮顆粒吸附劑的制備方法如實施例1所述的高吸附星型吸附劑的制備方法，所不同的是步驟(1)中有機(jī)單體為AM和DMDAAC，AM和DMDAAC的質(zhì)量比為4:1，有機(jī)單體與Mg(OH)₂的質(zhì)量比10:1，最終所得吸附劑Mg-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為10％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為3.876mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.302mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為96％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例17

除y＝0.44m,即AM和DMDAAC的質(zhì)量比為1:1外，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為6wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為2.726mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.568mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為63％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例18

除將實施例14中的HCHO替換為CH₃CHO外，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為11wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.076mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.428mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為99％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例19

除將實施例14中的HCHO替換為C₂H₅CHO外，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為9wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為3.620mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.186mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為90％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例20

除將實施例14中的HCHO替換為C₆H₅CHO外，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為6wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為2.736mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.660mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為68％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例21

除將實施例14中的二乙烯三胺替換為乙二胺，即n＝1外，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為13wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.860mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.998mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為97％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例22

除將實施例14中的二乙烯三胺替換為三乙烯四胺，即n＝3外，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為10wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為3.862mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.225mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為96％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例23

除將實施例14中的二乙烯三胺替換為四乙烯五胺，即n＝4外，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為8wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為3.282mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.886mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為81％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例24

除將實施例14中的二乙烯三胺替換為五乙烯六胺，即n＝5外，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMDAAC)-DTC含硫量為6wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為2.763mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為1.660mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為65％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例25

除將實施例14中的二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)替換為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-DMC)-DTC含硫量為12wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.763mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.760mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為99％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例26

除將實施例14中的二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)替換為接枝共聚物淀粉(St)，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-St-g-PAM-DTC含硫量為12wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.836mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.860mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為99％，Pb²⁺的去除率為99％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例27

除將實施例14中的二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)替換為環(huán)糊精(CD)，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(CD-g-AM)-DTC含硫量為11wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.163mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.460mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為98％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為99％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例28

除將實施例14中的二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)替換為丙烯酸(AA)，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-AA)-DTC含硫量為11wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.182mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.476mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為98％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為92％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

實施例29

除將實施例14中的二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)替換為烯丙基磺酸鈉(ALS)，其余與實施例14相同。最終所得吸附劑Al-P(AM-ALS)-DTC含硫量為12wt％。

本實施例制備的星型吸附劑在pH＝5的環(huán)境中對Cu²⁺的飽和吸附量為4.782mmol/g，Pb²⁺的平衡吸附量為2.876mmol/g。

本實施例制備的高吸附星型吸附劑在pH＝5，Cu²⁺、Pb²⁺初始濃度為50mg/L，初始濁度為324.3NTU，微細(xì)懸浮顆粒的平均粒徑為1μm的含濁重金屬廢水環(huán)境中，當(dāng)吸附劑投加量為0.2g/L時，吸附劑對Cu²⁺的去除率為98％，Pb²⁺的去除率為98％，濁度去除率為90％。

同等條件下，直鏈型螯合劑PAM-DTC對Cu²⁺的飽和吸附量為0.891mmol/g，對Pb²⁺的飽和吸附量為0.242mmol/g。對Cu²⁺的去除率為22.8％，對Pb²⁺的去除率為20％，濁度去除率為20％。其中，所述相同條件下，是指：吸附劑的質(zhì)量相同，吸附條件相同。

申請人聲明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，任何屬于本技術(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)，可輕易想到的變化或替換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。