本发明涉及一种水处理剂及其制备方法，具体涉及一种聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂及制备方法，属于工业废水处理技术领域。
背景技术：
工业废水组分复杂，含有多种金属离子，属于难处理废水。目前处理方法很多，常用的金属离子处理方法有沉淀法，氧化还原法，溶液萃取法、吸附法，膜分离法，离子交换法以及生物处理法。其中，沉淀法对不同金属离子，需分段沉淀，工序复杂，且需加多种药剂，成本较高。氧化还原法需要先氧化还原、电解还原等，再沉淀法处理，工艺流程更为复杂。萃取法溶剂在萃取过程中流失和再生过程中能耗较大。吸附法虽然去除金属离子效率较高，但再生效率低。膜分离法处理效果较好，但处理成本较高。离子交换法目前用的离子交换树脂和沸石等，前者有选择性，后者制造复杂，成本高，再生剂耗量大，因而应用受到限制。生物处理法工艺流程比较复杂。
阴离子聚合物具有多孔结构，在金属离子处理领域有一定应用研究，但是存在选择性较差，回收比较困难等问题。以聚甲基丙烯酸交联多孔聚乙二醇二丙烯酸酯形成阴离子聚合物聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)包覆磁载体纳米fe3o4，合成聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂的研究及应用未见报道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种本发明提供了一种聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂，所述水处理剂由聚甲基丙烯酸交联多孔聚乙二醇二丙烯酸酯合成阴离子聚合物聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)包覆磁载体纳米fe3o4而成。
优选的，所述水处理剂中磁载体纳米fe3o4的含量为聚-(丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂的20～30wt％。
本发明还提供了一种上述聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)磁载体纳米fe3o4的制备：按摩尔比2:1分别称取一定量的fe(no3)3和(nh4)2fe(so4)2溶于一定量的去离子水中形成fe(no3)3和(nh4)2fe(so4)2水溶液，搅拌下加入到fe(no3)3摩尔数5倍的氨水溶液中，形成的黑色沉淀静置6-12h后离心分离，去离子水洗涤6～7次，80℃真空干燥8-10h，磁分离后得磁载体纳米fe3o4；
(2)聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂的制备：首先称取一定量的步骤(1)制备的磁载体纳米fe3o4加入到一定量的去离子水中，搅拌分散，然后加入乙二醇二丙烯酸酯和引发剂过硫酸钾，过硫酸钾用量为单体甲基丙烯酸和乙二醇二丙烯酸酯总用量的1～2wt％。搅拌升温至60℃左右，反应30分钟，然后加入甲基丙烯酸，80℃左右搅拌回流反应4h，升温至95～97℃，回流1h，反应结束后，静置，移去上层清液，去离子水洗涤2-3次，产品80℃真空干燥，得聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：阴离子聚合物聚-(苯乙烯-二乙烯苯-乙烯基咪唑)的多孔结构有利于废水中金属离子在水处理剂表面的吸附，同时，阴离子聚合物聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)中有大量带负电荷的羧酸官能团，通过静电作用与废水中的金属离子结合，利于多种金属离子的去除，对金属离子选择性好。水处理剂的磁载体有利于催化剂的回收。水处理剂再生方便，可循环使用，其对ph非常敏感，吸附了金属离子的水处理剂浸泡于ph<4的溶液，羧酸根以分子形态存在，因而水处理剂再生能力很好。在金属离子的吸附脱附循环过程中，水处理剂的多孔结构和羧酸官能团对金属离子间的静电引力、对ph的敏感保持恒定，可用于处理含有多种金属离子的工业废水，大大优化污水处理流程，降低污水处理成本。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂及其制备方法进行详细描述。
实施例1
(1)磁载体纳米fe3o4的制备
按摩尔比2:1分别称取一定量的fe(no3)3和(nh4)2fe(so4)2溶于一定量的去离子水中形成fe(no3)3和(nh4)2fe(so4)2水溶液，搅拌下加入到fe(no3)3摩尔数5倍的氨水溶液中，形成的黑色沉淀静置6-12h后离心分离，去离子水洗涤6～7次。80℃真空干燥8-10h，磁分离后得磁载体纳米fe3o4。
(2)聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂的制备
首先称取2g步骤(1)制备的磁载体纳米fe3o4加入到100ml的去离子水中，搅拌分散。加入7.3g乙二醇二丙烯酸酯和0.16g引发剂过硫酸钾。搅拌升温至60℃左右，反应30分钟，然后加入0.7g甲基丙烯酸，80℃左右搅拌回流反应4h，升温至95～97℃，回流1h。反应结束后，静置，移去上层清液，去离子水洗涤2-3次，产品80℃真空干燥，得聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂。
实施例2
步骤(2)中乙二醇二丙烯酸酯用量为5.6g，引发剂偶氮二异丁腈的用量为0.1g，甲基丙烯酸的用量为0.4g，其它同实施例1。
实施例3
步骤(2)中乙二醇二丙烯酸酯用量为4.4g，引发剂偶氮二异丁腈的用量为0.06g，甲基丙烯酸的用量为0.27g，其它同实施例1。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂，其特征在于：所述水处理剂由聚甲基丙烯酸交联多孔聚乙二醇二丙烯酸酯合成阴离子聚合物聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)包覆磁载体纳米fe3o4而成。
2.根据权利要求1所述的聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂，其特征在于：所述水处理剂中磁载体纳米fe3o4的含量为聚-(丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂的20～30wt％。
3.一种权利要求2所述的聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)磁载体纳米fe3o4的制备：按摩尔比2:1分别称取一定量的fe(no3)3和(nh4)2fe(so4)2溶于一定量的去离子水中形成fe(no3)3和(nh4)2fe(so4)2水溶液，搅拌下加入到fe(no3)3摩尔数5倍的氨水溶液中，形成的黑色沉淀静置6-12h后离心分离，去离子水洗涤6～7次，80℃真空干燥8-10h，磁分离后得磁载体纳米fe3o4；
(2)聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂的制备：首先称取一定量的步骤(1)制备的磁载体纳米fe3o4加入到一定量的去离子水中，搅拌分散，然后加入乙二醇二丙烯酸酯和引发剂过硫酸钾，过硫酸钾用量为单体甲基丙烯酸和乙二醇二丙烯酸酯总用量的1～2wt％。搅拌升温至60℃左右，反应30分钟，然后加入甲基丙烯酸，80℃左右搅拌回流反应4h，升温至95～97℃，回流1h，反应结束后，静置，移去上层清液，去离子水洗涤2-3次，产品80℃真空干燥，得聚-(甲基丙烯酸-乙二醇二丙烯酸酯)@fe3o4水处理剂。
技术总结