CN117923595B - 一种绿色环保型水处理材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明申请是关于一种绿色环保型水处理材料及其制备方法，本发明提供的绿色环保型水处理材料具有多功能协同增效的优势,能够高效去除水中的重金属离子、有机污染物和悬浮物等多种污染物。材料综合了粉煤灰基多孔陶粒的优异吸附性能、氮掺杂还原氧化石墨烯的高效可见光催化活性、壳聚糖/柠檬酸铁复合物的氧化还原性能以及聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的亲水性和机械强度,实现了水污染物的协同处理。此外,材料具有良好的再生性能和长使用寿命,且原料来源广泛,成本低廉,有利于实现大规模应用。本复合材料在处理效率、适用范围、环境友好性和经济可行性方面具有明显优势,为水污染治理提供了一种高效、经济、环保的新途径。
Description
技术领域
本发明申请涉及水处理技术领域，具体涉及一种绿色环保型水处理材料及其制备方法。
背景技术
水污染问题日益严重,对人类健康和生态环境造成了巨大威胁。传统的水处理技术,如吸附法、化学絮凝法、膜分离法等,虽然在一定程度上可以去除水中的污染物,但仍存在一些亟待解决的问题和不足。
活性炭是最常用的吸附剂之一,但其对重金属离子和极性有机物的吸附容量有限,且再生困难,使用寿命短。此外,活性炭对水中的有机污染物主要依靠物理吸附,去除效率较低,难以彻底降解有机物。
光催化氧化技术因其高效、环保等优点而备受关注,然而传统的TiO2光催化剂只能被紫外光激发,而紫外光仅占太阳光的4%左右,导致TiO2的光催化效率受到限制。此外,TiO2光催化剂易发生团聚,比表面积小,降低了光催化反应的活性位点。
芬顿试剂等化学氧化法可以产生强氧化性的羟基自由基,有效降解有机污染物,但反应条件苛刻,需要低pH值和过量的H2O2,且Fe2+易被氧化为Fe3+,失去催化活性,导致反应不易进行。
此外,现有的水处理材料大多针对单一污染物,缺乏对多种污染物的协同处理能力。同时,材料的再生性能和使用寿命也有待提高,限制了其大规模应用。
因此,亟需开发一种多功能协同、高效环保、经济耐用的新型水处理材料,以解决现有技术的局限性,满足日益严格的水质标准和可持续发展的需求。
发明内容
为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本发明针对现有技术的不足,提供了一种复合水处理材料,巧妙地将粉煤灰基多孔陶粒、氮掺杂还原氧化石墨烯、壳聚糖/柠檬酸铁复合物和聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素等多种功能组分复合,发挥了各组分在吸附、光催化、氧化还原等方面的协同作用,实现了水污染物的高效去除。复合材料具有优异的吸附容量和选择性、高效的可见光催化活性和氧化还原性能,能够去除水中的重金属离子、有机污染物、悬浮物等多种污染物。同时,材料具有良好的再生性能和长使用寿命,且原料来源广泛,成本低廉,有利于实现大规模应用。本发明为水污染治理提供了一种高效、经济、环保的新途径,具有广阔的应用前景。
本发明申请第一方面提供了一种绿色环保型水处理材料的制备方法，包括以下步骤：
(1) 粉煤灰基多孔陶粒的制备:将50-80%的粉煤灰、10-30%的粘土和5-20%的木屑按照一定比例混合,加入适量水,搅拌均匀制成泥浆;将泥浆喷雾干燥,得到粒径为0.5-10mm的造粒坯体;将坯体在700-1200°C下烧结1-6小时,冷却后得到粉煤灰基多孔陶粒;
(2) 氮掺杂还原氧化石墨烯的制备:将氧化石墨烯粉末均匀铺撒在石英舟中,置于管式炉内;在氨气气氛下,以1-10°C/min的速率升温至500-800°C,保温1-4小时;自然冷却至室温,得到氮掺杂还原氧化石墨烯;
(3) 壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备:配制1-5%(w/v)的壳聚糖乙酸溶液和0.05-0.5 M的柠檬酸铁溶液;将两种溶液按体积比1:2-2:1混合,磁力搅拌10-60分钟;将混合液喷雾干燥,干燥温度为100-200°C,得到壳聚糖/柠檬酸铁复合物粉末;
(4) 聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的制备:将木屑、锯末粉碎,过60-200目筛,得到木质纤维素粉末;在木质纤维素粉末中加入1-10%的丙烯酰胺单体和0.1-1%的引发剂,混合均匀;将混合物置于40-80°C水浴中反应2-8小时,得到聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素;过滤,洗涤,干燥后得到PAM-g-MWC粉末;
(5) 复合水处理材料的制备:将0.1-1%的氮掺杂还原氧化石墨烯和0.1-1%的壳聚糖/柠檬酸铁复合物分散在去离子水中,超声10-60分钟,得到分散液;将粉煤灰基多孔陶粒浸入分散液中,超声处理0.5-2小时,使功能组分负载到陶粒孔道中;将负载后的陶粒与PAM-g-MWC粉末按照质量比1:0.05-1:1混合,搅拌均匀;将混合物在40-80°C下真空干燥6-24小时,得到复合水处理材料。
进一步的，步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,粉煤灰、粘土和木屑的比例为65:20:15。
进一步的，步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,喷雾干燥得到的造粒坯体粒径为3 mm,烧结温度为900°C,烧结时间为3小时。
进一步的，步骤(2)中氮掺杂还原氧化石墨烯的制备过程中,升温速率为5°C/min,保温温度为600°C,保温时间为2小时。
进一步的，步骤(3)中壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备过程中,壳聚糖乙酸溶液浓度为2%(w/v),柠檬酸铁溶液浓度为0.1 M,两种溶液的体积比为1:1,磁力搅拌时间为30分钟,喷雾干燥温度为150°C。
进一步的，步骤(4)中聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的制备过程中,木质纤维素粉末的粒径为100目,丙烯酰胺单体的用量为5%,引发剂的用量为0.5%,水浴反应温度为60°C,反应时间为4小时。
进一步的，步骤(5)中复合水处理材料的制备过程中,氮掺杂还原氧化石墨烯和壳聚糖/柠檬酸铁复合物的分散浓度均为0.5%,超声分散时间为30分钟;粉煤灰基多孔陶粒与分散液的超声处理时间为1小时;负载后的陶粒与PAM-g-MWC粉末的质量比为1:0.3;真空干燥温度为60°C,干燥时间为12小时。
进一步的，所述粉煤灰为粉煤灰微珠。
进一步的，所述粘土为高岭土。
本发明申请第二方面提供了一种绿色环保型水处理材料，该绿色环保型水处理材料按照上述制备方法方法制得。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明申请。
本发明的有益技术效果：
多功能协同增效:本复合材料巧妙地将粉煤灰基多孔陶粒、氮掺杂还原氧化石墨烯、壳聚糖/柠檬酸铁复合物和聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素等多种功能组分复合,发挥了各组分在吸附、光催化、氧化还原等方面的协同作用,实现了水污染物的高效去除。
优异的吸附性能:粉煤灰基多孔陶粒具有发达的孔道结构和大比表面积,可以有效吸附水中的重金属离子和有机污染物;氮掺杂还原氧化石墨烯和壳聚糖/柠檬酸铁复合物提供了丰富的吸附位点,进一步提高了复合材料的吸附容量和选择性。
高效的光催化性能:氮掺杂还原氧化石墨烯具有优异的光催化活性,能够在可见光照射下产生活性自由基,有效降解水中的有机污染物;壳聚糖/柠檬酸铁复合物中的铁元素也具有一定的光催化性能,与氮掺杂还原氧化石墨烯形成协同效应,提高了复合材料的光催化效率。
良好的氧化还原性能:壳聚糖/柠檬酸铁复合物中的Fe2+/Fe3+价态变化可以实现水中污染物的氧化还原降解,同时还原氧化石墨烯上的含氮官能团也具有一定的氧化还原活性,与壳聚糖/柠檬酸铁复合物形成协同作用,提高了复合材料的氧化还原性能。
优异的再生性能和使用寿命:聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素具有良好的亲水性和机械强度,可以提高复合材料的结构稳定性和再生性能;同时,多孔陶粒载体的高稳定性和耐酸碱性,也保证了复合材料在多次使用后仍能保持优异的水处理性能,延长了材料的使用寿命。
广谱的处理对象:得益于多组分的复合和协同作用,本复合材料可以高效去除水中的重金属离子、有机污染物、悬浮物等多种污染物,适用于工业废水、市政污水、农业面源污染等多种水体的处理,具有广阔的应用前景。
环境友好和资源化利用:本复合材料采用粉煤灰、木质废料等工业废弃物作为原料,实现了废弃资源的高值化利用;同时,制备过程绿色环保,不使用有毒有害物质,材料在使用过程中也不会产生二次污染,符合可持续发展的理念。
综上所述,本发明提供的复合水处理材料在吸附、光催化、氧化还原等方面具有协同增效的优异性能,能够高效去除水中的多种污染物,且具有良好的再生性能和使用寿命,同时实现了废弃资源的高值化利用,是一种极具应用前景的新型水处理材料。
附图说明
图1为本发明申请中绿色环保型水处理材料表面的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明申请的可选实施方式。虽然附图中显示了本发明申请的可选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明申请更加透彻和完整，并且能够将本发明申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本发明申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明申请。在本发明申请所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本发明申请第一方面提供了一种绿色环保型水处理材料的制备方法，包括以下步骤：
(1) 粉煤灰基多孔陶粒的制备:将50-80%的粉煤灰、10-30%的粘土和5-20%的木屑按照一定比例混合,加入适量水,搅拌均匀制成泥浆;将泥浆喷雾干燥,得到粒径为0.5-10mm的造粒坯体;将坯体在700-1200°C下烧结1-6小时,冷却后得到粉煤灰基多孔陶粒;
(2) 氮掺杂还原氧化石墨烯的制备:将氧化石墨烯粉末均匀铺撒在石英舟中,置于管式炉内;在氨气气氛下,以1-10°C/min的速率升温至500-800°C,保温1-4小时;自然冷却至室温,得到氮掺杂还原氧化石墨烯;
(3) 壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备:配制1-5%(w/v)的壳聚糖乙酸溶液和0.05-0.5 M的柠檬酸铁溶液;将两种溶液按体积比1:2-2:1混合,磁力搅拌10-60分钟;将混合液喷雾干燥,干燥温度为100-200°C,得到壳聚糖/柠檬酸铁复合物粉末;
(4) 聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的制备:将木屑、锯末粉碎,过60-200目筛,得到木质纤维素粉末;在木质纤维素粉末中加入1-10%的丙烯酰胺单体和0.1-1%的引发剂,混合均匀;将混合物置于40-80°C水浴中反应2-8小时,得到聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素;过滤,洗涤,干燥后得到PAM-g-MWC粉末;
(5) 复合水处理材料的制备:将0.1-1%的氮掺杂还原氧化石墨烯和0.1-1%的壳聚糖/柠檬酸铁复合物分散在去离子水中,超声10-60分钟,得到分散液;将粉煤灰基多孔陶粒浸入分散液中,超声处理0.5-2小时,使功能组分负载到陶粒孔道中;将负载后的陶粒与PAM-g-MWC粉末按照质量比1:0.05-1:1混合,搅拌均匀;将混合物在40-80°C下真空干燥6-24小时,得到复合水处理材料。
多孔陶粒载体与其他功能组分的协同增效：
a. 多孔陶粒载体具有发达的孔道结构和大比表面积,可为其他功能组分提供丰富的负载位点和反应场所。
b. 陶粒表面的羟基可与N-rGO和壳聚糖/柠檬酸铁复合物形成氢键,增强它们在陶粒上的分散性和稳定性,防止团聚。
c. 陶粒孔道内的毛细管力可促进污染物向功能组分扩散,提高吸附和催化效率。
d. 陶粒载体的高机械强度和耐久性可保护其他功能组分,延长材料的使用寿命。
N-rGO与壳聚糖/柠檬酸铁复合物的协同增效：
a. N-rGO和壳聚糖/柠檬酸铁复合物均具有优异的吸附性能,可通过静电引力、配位作用等机制吸附重金属离子和有机污染物。
b. N-rGO的大比表面积和丰富的表面官能团可提供更多吸附位点,而壳聚糖/柠檬酸铁复合物的螯合能力可增强对重金属离子的选择性吸附。
c. N-rGO的导电性可促进电荷转移,提高光催化效率。同时,N掺杂可引入更多活性位点,增强光生电子-空穴对的分离效率。
d. 壳聚糖/柠檬酸铁复合物中的Fe3+可与H2O2反应生成羟基自由基,而N-rGO可作为电子mediator,促进Fe2+的再生,维持芬顿反应的进行,提高有机污染物的降解效率。
PAM-g-MWC与其他组分的协同增效：
a. PAM-g-MWC具有优异的絮凝性能,可通过架桥吸附和网捕机制捕获悬浮颗粒,促进污染物的聚集沉降。
b. PAM-g-MWC可增强材料的亲水性和分散性,促进污染物在材料表面的吸附和传质。
c. PAM-g-MWC可与N-rGO和壳聚糖/柠檬酸铁复合物形成互穿网络结构,提高材料的机械强度和结构稳定性。
d. 吸附在PAM-g-MWC上的污染物可进一步被其他功能组分吸附降解,实现协同去除。
光催化、芬顿反应与吸附过程的协同增效：
a. N-rGO可吸收可见光,产生光生电子-空穴对,电子可还原氧气生成超氧自由基,空穴可氧化水生成羟基自由基,参与有机污染物的降解。
b. 壳聚糖/柠檬酸铁复合物中的Fe3+可催化 H2O2 生成羟基自由基,与 N-rGO 产生的活性氧物种协同作用,增强有机污染物的矿化能力。
c. 吸附在多孔陶粒上的污染物可以被壳聚糖/柠檬酸铁复合物中的 Fe3+催化的羟基自由基有效降解,实现吸附与催化的耦合。
d. 光催化和芬顿反应产生的活性物种可以破坏吸附在 N-rGO 和壳聚糖/柠檬酸铁复合物上的污染物结构,促进吸附位的再生,提高材料的吸附容量和循环使用寿命。
PAM-g-MWC 在协同增效中的作用 a. PAM-g-MWC 的絮凝作用可以帮助将悬浮颗粒聚集成较大的絮体,这些絮体更容易被多孔陶粒吸附。 b. 絮凝作用还可以帮助将吸附了污染物的絮体从水中分离出来,通过固液分离技术如沉淀或过滤去除。 c. PAM-g-MWC的加入可以改善材料的整体结构稳定性,防止在废水处理过程中发生结构坍塌或组分分离。 d. PAM-g-MWC 的亲水性有助于提高材料与水体的接触效率,促进污染物的有效吸附和降解。
通过上述协同增效机制,复合水处理材料能够在吸附、催化、絮凝等多个方面发挥协同作用,实现对水中污染物的高效去除。这种材料的多功能性和高效性使其在工业废水处理、饮用水净化、污水处理等领域具有广泛的应用前景。在实际应用中,可以根据废水的水质特性和处理目标,通过调整各功能组分的比例和制备工艺,进一步优化材料的性能,以满足不同水处理需求。
在本发明申请的一种实施方式中，步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,粉煤灰、粘土和木屑的比例为65:20:15。
在本发明申请的一种实施方式中，步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,喷雾干燥得到的造粒坯体粒径为3 mm,烧结温度为900°C,烧结时间为3小时。
在本发明申请的一种实施方式中，步骤(2)中氮掺杂还原氧化石墨烯的制备过程中,升温速率为5°C/min,保温温度为600°C,保温时间为2小时。
在本发明申请的一种实施方式中，步骤(3)中壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备过程中,壳聚糖乙酸溶液浓度为2%(w/v),柠檬酸铁溶液浓度为0.1 M,两种溶液的体积比为1:1,磁力搅拌时间为30分钟,喷雾干燥温度为150°C。
在本发明申请的一种实施方式中，步骤(4)中聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的制备过程中,木质纤维素粉末的粒径为100目,丙烯酰胺单体的用量为5%,引发剂的用量为0.5%,水浴反应温度为60°C,反应时间为4小时。
在本发明申请的一种实施方式中，步骤(5)中复合水处理材料的制备过程中,氮掺杂还原氧化石墨烯和壳聚糖/柠檬酸铁复合物的分散浓度均为0.5%,超声分散时间为30分钟;粉煤灰基多孔陶粒与分散液的超声处理时间为1小时;负载后的陶粒与PAM-g-MWC粉末的质量比为1:0.3;真空干燥温度为60°C,干燥时间为12小时。
在本发明申请的一种实施方式中，所述粉煤灰为粉煤灰微珠。
在本发明申请的一种实施方式中，所述粘土为高岭土。
在本发明申请的一种实施方式中提供了一种绿色环保型水处理材料，该绿色环保型水处理材料按照上述制备方法方法制得。
为更清楚起见，下面通过以下试验例进行详细说明。
试验例1
实验材料:
本发明复合水处理材料、活性炭和TiO2:制备和预处理同前。
模拟废水:配制含50 mg/L Cu2+和20 mg/L甲基橙的模拟废水,pH调节至6。
其他试剂:NaOH、HCl等用于pH调节。
实验方法:
吸附-光催化实验:
a. 分别称取0.1 g复合水处理材料、活性炭和TiO2,加入到100 mL模拟废水中。
b. 在25°C、150 rpm条件下避光振荡60 min,进行吸附过程。
c. 将反应器置于可见光源下(500 W氙灯,420 nm滤光片),继续反应60 min,进行光催化过程。
d. 在吸附过程结束时和光催化过程结束时各取样一次,经0.45 μm滤膜过滤后,测定滤液中Cu2+和甲基橙的浓度。
数据分析:
a. 计算吸附过程和光催化过程对Cu2+和甲基橙的去除率:
去除率(%) = (C0 - Ct) / C0 × 100%
其中,C0为初始浓度,Ct为吸附或光催化过程结束时的浓度。
b. 对比分析三种材料在吸附和光催化过程中的去除性能。
吸附过程:
光催化过程:
总去除率:
试验例2
实验材料:
本发明复合水处理材料、活性炭和TiO2:制备和预处理同前。
模拟废水:配制含50 mg/L Cu2+和20 mg/L甲基橙的模拟废水,pH调节至6。
其他试剂:NaOH、HCl等用于pH调节。
实验方法:
分别称取1 g复合水处理材料、活性炭和TiO2,加入到1 L模拟废水中。
在25°C、150 rpm条件下避光振荡60 min(吸附过程)。
将反应器置于可见光源下(500 W氙灯,420 nm滤光片),继续反应60 min(光催化过程)。
过滤收集材料,用去离子水洗涤,在80°C下干燥2 h。
将再生后的材料用于下一次处理实验,重复步骤1-4,共进行5次循环实验。
在每次循环结束后,取样测定滤液中Cu2+和甲基橙的浓度,计算去除率。
注:TiO2在重复使用过程中性能衰减严重,从第三次循环开始去除率低于50%,故未列入表格。
实验结果可以看出:
复合水处理材料在5次循环使用中,对Cu2+和甲基橙的去除率始终保持在95%以上,表现出优异的重复使用性能和稳定性。
活性炭在重复使用过程中,去除性能逐渐下降,第5次循环时对Cu2+和甲基橙的去除率分别降至83.6%和80.8%。
TiO2在重复使用过程中性能衰减严重,从第三次循环开始去除率已低于50%,表明其重复使用性能较差。
试验例3
实验材料:
本发明复合水处理材料、活性炭和TiO2:制备和预处理同前。
实际水样:采集工业废水(电镀厂)、市政污水(城镇污水处理厂)和受污染的地表水(河流)。
其他试剂:用于水质分析的试剂盒和标准溶液。
实验方法:
对采集的三种水样进行基本水质分析,测定pH、COD、Cu2+含量、悬浮物含量等指标。
分别称取1 g复合水处理材料、活性炭和TiO2,加入到1 L不同来源的水样中。
在25°C、150 rpm条件下避光振荡60 min(吸附过程)。
将反应器置于可见光源下(500 W氙灯,420 nm滤光片),继续反应60 min(光催化过程)。
过滤收集处理后的水样,测定各项水质指标,计算去除率。
工业废水(电镀厂):
市政污水(城镇污水处理厂):
受污染的地表水(河流):
实验结果可以看出:
复合水处理材料对三种不同来源水样中的污染物均表现出优异的去除效果,处理后的水样各项指标均达到了较高的水质标准。
活性炭和TiO2对实际水样中污染物的去除效果明显低于复合水处理材料,处理后的水样中仍残留较高浓度的COD、Cu2+和悬浮物。
复合水处理材料能够有效调节酸性工业废水的pH值,使其达到中性范围,而活性炭和TiO2的pH调节能力相对较弱。
以上已经描述了本发明申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种绿色环保型水处理材料的制备方法，其特征在于,包括以下步骤:
(1) 粉煤灰基多孔陶粒的制备:将50-80%的粉煤灰、10-30%的粘土和5-20%的木屑按照一定比例混合,加入适量水,搅拌均匀制成泥浆;将泥浆喷雾干燥,得到粒径为0.5-10 mm的造粒坯体;将坯体在700-1200°C下烧结1-6小时,冷却后得到粉煤灰基多孔陶粒;
(2) 氮掺杂还原氧化石墨烯的制备:将氧化石墨烯粉末均匀铺撒在石英舟中,置于管式炉内;在氨气气氛下,以1-10°C/min的速率升温至500-800°C,保温1-4小时;自然冷却至室温,得到氮掺杂还原氧化石墨烯;
(3) 壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备:配制1-5%(w/v)的壳聚糖乙酸溶液和0.05-0.5 M的柠檬酸铁溶液;将两种溶液按体积比1:2-2:1混合,磁力搅拌10-60分钟;将混合液喷雾干燥,干燥温度为100-200°C,得到壳聚糖/柠檬酸铁复合物粉末;
(4) 聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的制备:将木屑、锯末粉碎,过60-200目筛,得到木质纤维素粉末;在木质纤维素粉末中加入1-10%的丙烯酰胺单体和0.1-1%的引发剂,混合均匀;将混合物置于40-80°C水浴中反应2-8小时,得到聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素;过滤,洗涤,干燥后得到PAM-g-MWC粉末;
(5) 复合水处理材料的制备:将0.1-1%的氮掺杂还原氧化石墨烯和0.1-1%的壳聚糖/柠檬酸铁复合物分散在去离子水中,超声10-60分钟,得到分散液;将粉煤灰基多孔陶粒浸入分散液中,超声处理0.5-2小时,使功能组分负载到陶粒孔道中;将负载后的陶粒与PAM-g-MWC粉末按照质量比1:0.05-1:1混合,搅拌均匀;将混合物在40-80°C下真空干燥6-24小时,得到复合水处理材料。
2.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,粉煤灰、粘土和木屑的比例为65:20:15。
3.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中粉煤灰基多孔陶粒的制备过程中,喷雾干燥得到的造粒坯体粒径为3 mm,烧结温度为900°C,烧结时间为3小时。
4.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中氮掺杂还原氧化石墨烯的制备过程中,升温速率为5°C/min,保温温度为600°C,保温时间为2小时。
5.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中壳聚糖/柠檬酸铁复合物的制备过程中,壳聚糖乙酸溶液浓度为2%(w/v),柠檬酸铁溶液浓度为0.1 M,两种溶液的体积比为1:1,磁力搅拌时间为30分钟,喷雾干燥温度为150°C。
6.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中聚丙烯酰胺接枝改性木质纤维素的制备过程中,木质纤维素粉末的粒径为100目,丙烯酰胺单体的用量为5%,引发剂的用量为0.5%,水浴反应温度为60°C,反应时间为4小时。
7.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,步骤(5)中复合水处理材料的制备过程中,氮掺杂还原氧化石墨烯和壳聚糖/柠檬酸铁复合物的分散浓度均为0.5%,超声分散时间为30分钟;粉煤灰基多孔陶粒与分散液的超声处理时间为1小时;负载后的陶粒与PAM-g-MWC粉末的质量比为1:0.3;真空干燥温度为60°C,干燥时间为12小时。
8.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,所述粉煤灰为粉煤灰微珠。
9.根据权利要求1所述的绿色环保型水处理材料的制备方法,其特征在于,所述粘土为高岭土。
10.一种绿色环保型水处理材料，其特征在于，按照权利要求1至9任一项所述的制备方法制得。
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|---|
| 铁锰氧化物及其复合材料的研究进展;徐水萍;梁美娜;张庆;张立浩;唐沈;颜利玲;丁艳梅;;环境科学与技术;20191015(第10期);第203-212页 * |
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