复合材料吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合材料吸附剂及其制备方法和应用，所述制备方法包括：将蒙皂石族黏土矿物在蜡状芽孢杆菌培养液中培养制得所述复合材料吸附剂，所述蒙皂石族黏土矿物包括蒙脱石

【技术实现步骤摘要】
复合材料吸附剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及吸附剂
，具体来讲，涉及一种复合材料吸附剂的制备方法
、
一种复合材料吸附剂以及复合材料吸附剂的应用
。

技术介绍

[0002]随着人口的快速增长和城镇化进程的加速，各生产环节排放到水体中的重金属也会通过各种途径进入人体，重金属将会在人体中积存而无法分解代谢，进而造成人体重金属超标，对人体健康产生严重威胁
。
因此，重金属造成的水体环境污染也是全球各国家面临的共同挑战
。
目前，重金属废水处理的方法大致可以分为三大类：化学法
、
物理处理法和生物处理法
。
其中，物理处理法中的吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法，蒙皂石族黏土矿物
(
蒙脱石
、
绿脱石
、
贝德石
)
是一种性能良好的天然粘土矿物吸附剂，由于其表面
、
端面
、
层间吸附量大，具有一定的阳离子交换容量，因此被作为污水处理和土壤修复的吸附材料，然而天然蒙皂石族黏土矿物的吸附容量差异较大，因此通常需要对天然蒙皂石族黏土矿物改性以提高矿物的吸附能力
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项
。
例如，本专利技术的目的之一在于提供了一种复合材料吸附剂的制备方法，所制备得到的复合材料可广泛应用于水体中重金属的吸附和去除，且去除速率快
、
环境适应性良好
、
应用前景良好
。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种复合材料吸附剂的制备方法
。
[0005]所述复合材料吸附剂的制备方法包括：将蒙皂石族黏土矿物在蜡状芽孢杆菌培养液中培养制得所述复合材料吸附剂，所述蒙皂石族黏土矿物包括蒙脱石
、
绿脱石以及贝德石中至少一种
。
[0006]在本专利技术复合材料吸附剂的制备方法的一个示例性实施例中，所述制备方法还可包括：对所述蒙皂石族黏土矿物进行研磨
、
过筛
、
洗净
、
干燥后研磨成粉末，置于干燥皿中保存；所述干燥温度为
50
‑
80℃
，干燥时间为
18
～
36h。
[0007]在本专利技术复合材料吸附剂的制备方法的一个示例性实施例中，所述制备方法还可包括：加入高分子材料，对所述蒙皂石族黏土矿物进行功能性修饰，所述高分子材料包括聚乙烯
、
聚丙烯
、
聚丙烯腈
、
聚酰胺
、
聚乳酸
、
聚乙烯醇
、
聚酯的一种或多种
。
[0008]在本专利技术复合材料吸附剂的制备方法的一个示例性实施例中，所述蜡状芽孢杆菌培养液的
OD
600
可为
0.6
～
1。
[0009]在本专利技术复合材料吸附剂的制备方法的一个示例性实施例中，所述制备方法还可包括：将所述蒙皂石族黏土矿物与琼脂在沸水中相容并分散，得到矿物琼脂分散液；将聚乙烯加入所述矿物琼脂分散液后进行灭菌处理
、
冷却
、
固化和冲洗后得到复合吸附材料基底；和将所述复合吸附材料基底加入蜡状芽孢杆菌培养液中培养后固液分离，得到所述复合材料吸附剂
。
[0010]在本专利技术复合材料吸附剂的制备方法的一个示例性实施例中，所述蒙皂石黏土矿物与琼脂的质量比可为
1.0
～
3.0g/g
，所述沸水和蒙皂石族黏土矿物与琼脂的液固比可为
40:1
～
50:1mL/g
，所述蒙皂石族黏土矿物与聚乙烯的质量比可为
0.8
‑
1.2g/g
，所述蜡状芽孢杆菌培养液和复合吸附材料基底的液固比为
15
～
40mL/g。
[0011]在本专利技术复合材料吸附剂的制备方法的一个示例性实施例中，所述制备方法还可包括：将聚乙烯加入所述矿物琼脂分散液后进行加热和搅拌，所述加热温度为
30
～
60℃
，搅拌反应时间为
30
～
60min。
[0012]在本专利技术复合材料吸附剂的制备方法的一个示例性实施例中，所述固化可包括：加入溶液浓度为4％～7％的无菌
CaCl2溶液固化
12
～
24h。
[0013]本专利技术又一方面提供了一种复合材料吸附剂，所述复合材料吸附剂包括如上所述的复合材料吸附剂的制备方法所制备的复合材料吸附剂
。
[0014]本专利技术再一方面提供了一种复合材料吸附剂在重金属吸附的应用
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括以下内容中的至少一项：
[0016](1)
本专利技术利用了微生物菌体和蒙皂石族黏土矿物均单独对重金属有很好的吸附作用，并且微生物菌体吸附重金属具有成本低
、
选择性好
、
吸附量大
、
浓度适用范围广等优点，并且制备过程简单，成本低廉
、
重金属离子去除效率高
。
[0017](2)
本专利技术利用了蒙皂石族黏土矿物
、
高分子材料的结构特点和优异性能，围绕微
‑
矿协同交联聚乙烯包覆蒙皂石族黏土矿物复合材料的合成，制备出的材料可广泛应用于水体中重金属的吸附和去除，且去除速率快
、
具有选择吸附性，所制备的微
‑
矿协同吸附剂在多种金属离子
(Pb
2+
、Cd
2+
、Ni
2+
、Mn
2+
、Cr
3+
和
Cu
2+
)
共存的吸附条件下对特定金属离子表现出较好的选择吸附性
。
使用价值高
、
环境适应性良好
、
应用前景良好
。
附图说明
[0018]通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和
/
或特点将会变得更加清楚，其中：
[0019]图1示出了本专利技术的复合材料吸附剂的制备方法的示例1～3的原料的
XRD
示意图
。
[0020]图2示出了本专利技术的复合材料吸附剂的制备方法的示例1～3的固态基吸附材料的
XRD
示意图
。
[0021]图3示出了本专利技术的复合材料吸附剂的制备方法的一个示例在多种共存离子存在情况下选择吸附性示意图
。
[0022]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合材料吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将蒙皂石族黏土矿物在蜡状芽孢杆菌培养液中培养制得所述复合材料吸附剂，所述蒙皂石族黏土矿物包括蒙脱石
、
绿脱石以及贝德石中至少一种
。2.
根据权利要求1所述的复合材料吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对所述蒙皂石族黏土矿物进行研磨
、
过筛
、
洗净
、
干燥后研磨成粉末，置于干燥皿中保存；其中，所述干燥温度为
50
～
80℃
，干燥时间为
18
～
36h。3.
根据权利要求1所述的复合材料吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：加入高分子材料，对所述蒙皂石族黏土矿物进行功能性修饰，所述高分子材料包括聚乙烯
、
聚丙烯
、
聚丙烯腈
、
聚酰胺
、
聚乳酸
、
聚乙烯醇
、
聚酯的一种或多种
。4.
根据权利要求1所述的复合材料吸附剂的制备方法，其特征在于，所述蜡状芽孢杆菌培养液的
OD
600
为
0.6
～
1。5.
根据权利要求1所述的复合材料吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将所述蒙皂石族黏土矿物与琼脂在沸水中相容并分散，得到矿物琼脂分散液；将聚乙烯加入所述矿物琼脂分散液后进行灭...

【专利技术属性】
技术研发人员：边亮，杨敬杰，张金梅，宋绵新，杨敏，聂嘉男，宋庆，谢鑫，张鹏，
申请(专利权)人：西南科大四川天府新区创新研究院，
类型：发明
国别省市：