【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于节能环保领域，特别涉及一种水污染物吸附材料及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，水污染物吸附材料的研究取得了显著进展，多种新型吸附材料被开发出来，以应对日益复杂的水污染问题。例如，功能化fe3o4@c材料通过一步溶剂热法制备，并进行表面功能化改性，展现出对纳米塑料、阴离子染料和抗生素等新兴污染物的高效吸附性能（丁杰. 功能化fe3o4@c材料的制备及其对水中污染物的吸附性能研究[d]. 盐城工学院,2024.）。此外，二硫化钼基气凝胶复合吸附剂等新型材料也表现出良好的去除效果（于涛铭. 二硫化钼基气凝胶复合吸附剂的制备及其对水中污染物的去除研究[d]. 吉林:吉林大学,2024.）。这些材料的共同特点是具有高比表面积、可调节的孔隙结构和功能化表面，能够有效捕获多种水污染物。
2、尽管取得了诸多进展，但水污染物吸附材料及其制备方法仍面临一些挑战。首先，吸附材料的选择性、容量和可持续性仍有待提高。许多传统吸附剂在复杂水质条件下表现出吸附效率低、再生困难等问题。其次，一些新型纳米材料虽然具有优异的吸附性能，但其环境和健康风险尚未完全评估，大规模应用时可能带来新的环境问题。此外，吸附材料的制备过程往往需要复杂的工艺和较高的能耗，限制了其在实际水处理中的广泛应用。
3、为解决上述问题，研究者们正在探索多种策略。一方面，通过材料改性和复合化，提高吸附剂的选择性和容量。例如，利用纳米技术将吸附剂与其他材料复合，增强其吸附能力和可回收性。另一方面，开发环境友好型材料和绿色制备工艺，降低材料的环境风险和生产成
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种水污染物吸附材料及其制备方法：
2、步骤一：将三氧化二铝与四乙基氢氧化铵溶液混合，磁力搅拌速度30min转速为500 r/min，使三氧化二铝完全溶解，其质量比为三氧化二铝：四乙基氢氧化铵溶液=1:50~100；
3、步骤二：向上述混合溶液中加入白炭黑，其质量比为三氧化二铝：白炭黑=1:50~300，将其混合均匀后，将其转入水热反应釜釜衬中，将水热反应釜调至 160~180 ℃后，对混合物进行晶化处理，其晶化4～16h将结晶产物自然冷却至室温后，将其洗涤干燥后在500~600 ℃空气气氛下煅烧 12 h，即得高结晶度的beta 纳米分子筛；
4、步骤三：将高结晶度的beta 纳米分子筛与微米级的四氧化三铁固态研磨1～3h，将其置于氮气氛围的管式炉中于150~220℃煅烧3～6h，制得磁性beta 纳米分子筛，其中高结晶度的beta 纳米分子筛与微米级的四氧化三铁的质量比为1:0.2~0.5；
5、步骤四：将聚醚多元醇p123溶于盐酸溶液中，加入磁性beta 纳米分子筛，将上述混合物加热到40~60℃以400~800r/min的转速搅拌30～180min，滴入正硅酸四乙酯，将其于40℃，400~800r/min的转速反应20h，然后转移到反应釜中，将其置于旋转烘箱中，在100~130 ℃下反应20～48小时，洗涤干燥制得二氧化硅包裹的磁性beta纳米分子筛吸附剂；
6、步骤五：将二氧化硅包裹的磁性beta纳米分子筛吸附剂加入的甲苯中，搅拌直到混合均匀，滴入烷基化试剂，将其在80℃加热12h，用甲苯洗涤3次，将其于80℃真空干燥10～12h，即制得水污染吸附材料。
7、进一步地，步骤一中四乙基氢氧化铵溶液的浓度为35%～50%。
8、进一步地，步骤四所述盐酸溶液的质量分数为6.5%～8.5%。
9、进一步地，步骤五所述烷基化试剂为乙烯基三甲氧基硅烷或六甲基二硅氮烷的一种。
10、进一步地，步骤四中原料以质量比计，磁性beta 纳米分子筛：聚醚多元醇p123：盐酸溶液：正硅酸四乙酯=1:2.5~15:80~150:5~15。
11、进一步地，步骤五中原料以质量比计，二氧化硅包裹的磁性beta纳米分子筛吸附剂：甲苯：烷基化试剂=1:80~150:8~15。
12、本专利技术的有益效果在于本专利技术制备方法通过多步骤的精细设计，实现了从原料到高性能吸附材料的高效转化。首先，通过水热合成法和晶化处理制备高结晶度的beta纳米分子筛，这种方法能够有效提高分子筛的结晶度和孔隙结构的均匀性，其高比表面积和丰富的孔隙结构使其能够高效吸附水中的有机和无机污染物，从而有效去除污水中的杂质。beta纳米分子筛可以通过吸附、离子交换和沉淀等多种机制去除污水中的重金属离子、有机物和其他有害物质。同时，其良好的再生性能和可重复使用性使其在污水处理中具有成本效益，且不会产生二次污染。
13、其次，四氧化三铁在污水处理中具有重要作用及独特的机理。通过功能化改性和复合结构设计，显著提升了对重金属离子和有机污染物的吸附能力。并且通过在四氧化三铁表面包覆无机材料二氧化硅，可以形成核壳结构，增强材料的稳定性和吸附位点的活性。这种复合材料在吸附过程中，重金属离子首先通过静电引力向吸附剂表面移动，随后与表面官能团发生化学键配位或螯合，最终通过物理吸附附着在载体表面，实现污染物的高效去除。此外，四氧化三铁的磁性特性还允许通过磁场快速分离吸附剂，简化了处理流程，提高了操作效率。四氧化三铁的引入不仅赋予了材料磁性，还与beta纳米分子筛形成协同作用，进一步增强对污染物的吸附能力。此外，二氧化硅包裹层可以提高材料的稳定性和抗腐蚀性，同时为吸附提供额外的活性位点。
14、最后，烷基化处理进一步优化了材料的表面性质，使其对疏水性有机污染物具有更强的吸附亲和力。这种多层结构和多种功能的结合，使得该材料能够高效地吸附和去除水中的多种污染物，包括有机物、重金属离子等。
15、这种新型吸附材料在水污染治理领域具有显著的应用潜力。其高吸附性能和磁性分离特性使其能够高效地去除水中的污染物，同时简化了吸附剂的回收和再利用过程。此外，该材料的制备方法相对简单，原料来源广泛，成本较低，适合大规模生产和应用。并且该吸附剂不仅具有高效的吸附性能，还具备良好的可回收性，能够通过简单的处理过程实现再生利用，从而降低资源浪费，减少环境污染。在实际应用中，这种材料可以用于处理工业废水、生活污水以及受污染的地下水，对于去除难降解的有机污染物和重金属离子等具有显著效果。随着技术的进一步优化和成本的降低，该材料有望在水处理领域得到更广泛的应用，为环境保护和可持续发展提供有力支持。
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1.一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.如权利要求1所述的一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤一中四乙基氢氧化铵溶液的浓度为35%～50%。
3.如权利要求1所述的一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤四所述盐酸溶液的质量分数为6.5%～8.5%。
4.如权利要求1所述的一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤五所述烷基化试剂为乙烯基三甲氧基硅烷或六甲基二硅氮烷的一种。
5.如权利要求1所述的一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤四中原料以质量比计，磁性Beta 纳米分子筛：聚醚多元醇P123：盐酸溶液：正硅酸四乙酯=1:2.5~15:80~150:5~15。
6.如权利要求1或4所述的一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤五中原料以质量比计，二氧化硅包裹的磁性Beta纳米分子筛吸附剂：甲苯：烷基化试剂=1:80~150:8~15。
7.一种水污染物吸附材料，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述方法制备而成。
【技术特征摘要】
1.一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.如权利要求1所述的一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤一中四乙基氢氧化铵溶液的浓度为35%～50%。
3.如权利要求1所述的一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤四所述盐酸溶液的质量分数为6.5%～8.5%。
4.如权利要求1所述的一种水污染物吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤五所述烷基化试剂为乙烯基三甲氧基硅烷或六甲基二硅氮烷的一种。
5.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王爱丽，商书波，冯传起，王芳，牛萍，李新征，赵舒曼，王文强，张少宏，王康，王登台，董喆，刘文博，汤琦，谭棕，杨飞，陈玉婷，胡若飞，庞绪良，郭腾飞，
申请(专利权)人：德州学院，
类型：发明
国别省市：
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