申請日2016.05.17

　　公開(公告)日2016.08.17

　　IPC分類號B01J20/20; B01J20/30; C02F1/28; C02F1/62

　　摘要

　　本專利公開了一種含鎘污水處理納米復合材料及其制作方法，包括以下原料：高錳酸鉀30～50份，十二烷基苯磺酸鈉0.8～1份，碳納米管10～30份，去離子水600～900份，無水乙醇240～300份;制作方法為：將高錳酸鉀溶于去離子水中，并加入十二烷基苯磺酸鈉攪拌均勻，再加入碳納米管，利用超聲波分散儀在頻率為35000～45000Hz，溫度在50℃～80℃進行超聲分散，并緩慢滴入無水乙醇繼續分散，分散后抽濾，使其固液分離，用去離子水洗滌固體至中性，在60℃下烘烤3～6h后稱重，即得到納米復合材料。本發明的吸附率在85%以上，且能耗僅限于超聲分散和加熱烘烤，都屬于低溫短時操作，能耗遠低于現有技術的能耗，且制作方法簡單，易于控制和調節，因此便于推廣和應用。

　　權利要求書

　　1.一種含鎘污水處理納米復合材料，其特征在于，包括以下重量份數的原料：高錳酸鉀30～50份，十二烷基苯磺酸鈉0.8～1份，碳納米管10～30份，去離子水600～900份，無水乙醇240～300份。

　　2.根據權利要求1所述的含鎘污水處理納米復合材料，其特征在于，包括以下重量份數的原料：高錳酸鉀30份，十二烷基苯磺酸鈉1份，碳納米管10份，去離子水900份，無水乙醇240份。

　　3.根據權利要求2所述的含鎘污水處理納米復合材料，其特征在于：包括以下重量份數的原料：高錳酸鉀50份，十二烷基苯磺酸鈉1份，碳納米管30份，去離子水900份，無水乙醇300份。

　　4.根據權利要求3所述的含鎘污水處理納米復合材料，其特征在于：包括以下重量份數的原料：高錳酸鉀30份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，碳納米管10份，去離子水600份，無水乙醇240份。

　　5.根據權利要求1～4任一項所述的含鎘污水處理納米復合材料的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：將高錳酸鉀溶于去離子水中，并加入十二烷基苯磺酸鈉攪拌均勻，再加入碳納米管，利用超聲波分散儀在頻率為35000～45000Hz，溫度在50℃～80℃進行超聲分散，并緩慢滴入無水乙醇繼續分散，分散后抽濾，使其固液分離，用去離子水洗滌固體至中性，在60℃下烘烤3～6h后稱重，即得到納米復合材料。

　　說明書

　　一種含鎘污水處理納米復合材料及其制作方法

　　技術領域

　　本發明屬于廢水處理催化劑技術領域，尤其涉及一種含鎘污水處理納米復合材料及其制作方法。

　　背景技術

　　隨著我國經濟飛速發展和人口的不斷增多,生活垃圾的產生量越來越多,每年都在快速增長，垃圾妥善處理成為一項緊迫的任務。衛生填埋能夠長期、安全、可靠地處理沒有利用價值的固體廢棄物，但垃圾滲濾液是一種有毒有害的高濃度物質，特別是垃圾滲濾液中的一些重金屬會給環境帶來嚴重的二次污染。如：鎘(Cd)、鉛(Pb)、砷(As)、汞(Hg)等，其中鎘是毒性和生物活性較強的重金屬元素。人如長期接觸低質量濃度的鎘(Cd)，就會引起腹瀉、嘔吐等胃腸疾病，如果接觸大量的鎘(Cd)則會導致腎臟病變甚至死亡。鎘在人體中有積蓄作用，潛伏期可長達10～30年，因此人們對垃圾滲濾液中金屬鎘(Cd)的處理關注度較高，同時垃圾滲濾液中金屬鎘質量濃度的高低也是衡量垃圾滲濾液是否二次污染的標志之一。

　　在含重金屬離子污水的處理方法中，目前主要有沉淀、絮凝沉降、反滲透、離子交換、粘固和活性炭吸附等，其中吸附法以其在痕量濃度溶液中去除效率高、經濟和便于操作被認為是最有吸引力的。現有吸附劑存在吸附容量低、選擇性低或制備成本高等不足，如 Bystrzejewski M. 等人(2009, Carbon)所制 備的碳包覆磁性納米微粒，其最大吸附容量只有 1.77 mg/g(投加量為 5.0 g/L，初始濃度 Ci = 20 mg/L)，吸附率低于40%，Wang T. 等人(2013, Journal of Hazardous Materials)所制備的碳納米管，則需要在 130 ℃的條件下，加熱 72 h，能耗較大，因此，現有技術需要一種新型的納米材料，以帶來制備時能耗低，制備的材料吸附率高的優點。

　　發明內容

　　本發明意在提供一種含鎘污水處理納米復合材料及其制作方法，以解決現有技術的處理含鎘污水的納米材料制備能耗高，吸附率低的缺陷。

　　本方案中的一種含鎘污水處理納米復合材料，包括以下重量份數的原料：高錳酸鉀30～50份，十二烷基苯磺酸鈉0.8～1份，碳納米管10～30份，去離子水600～900份，無水乙醇240～300份。

　　作為優選的，一種含鎘污水處理納米復合材料，包括以下重量份數的原料：高錳酸鉀30份，十二烷基苯磺酸鈉1份，碳納米管10份，去離子水900份，無水乙醇240份。

　　作為優選的，一種含鎘污水處理納米復合材料，包括以下重量份數的原料：高錳酸鉀50份，十二烷基苯磺酸鈉1份，碳納米管30份，去離子水900份，無水乙醇300份。

　　作為優選的，一種含鎘污水處理納米復合材料，包括以下重量份數的原料：高錳酸鉀30份，十二烷基苯磺酸鈉0.8份，碳納米管10份，去離子水600份，無水乙醇240份。

　　含鎘污水處理納米復合材料的制作方法，包括以下步驟：將高錳酸鉀溶于去離子水中，并加入十二烷基苯磺酸鈉攪拌均勻，再加入碳納米管，利用超聲波分散儀在頻率為35000～45000Hz，溫度在50℃～80℃進行超聲分散，并緩慢滴入無水乙醇繼續分散，分散后抽濾，使其固液分離，用去離子水洗滌固體至中性，在60℃下烘烤3～6h后稱重，即得到納米復合材料。

　　本發明的有益效果：二氧化錳獨特的化學組成及物理化學性質,使其具有良好的吸附性能,通過超聲乙醇還原輔助法控制合成得到MnO2～CNTs復合納米材料，充分利用了復合材料表面結構和晶體結構發生改變，產生了表面缺陷效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應等，從而使復合材料表現出優異的污水處理性能,對含鎘污水處理起到了明顯的促進作用，易與廢水分離、易活化和便于連續性操作的特點，具有較好的應用前景，同時本發明也解決了碳納米管的分散效果不理想的問題，使鎘離子濃度明顯降低，從而對生活污水及生活廢水的高效處理提供了保障。相比現有技術而言，本發明的吸附率在85%以上，且能耗僅限于超聲分散和加熱烘烤，都屬于低溫短時操作，因此，能耗遠低于現有技術的能耗，且制作方法簡單，易于控制和調節，便于推廣和應用。