本發(fā)明屬于污水處理，具體涉及一種高效污水處理劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、水污染是一個(gè)迅速增長(zhǎng)的環(huán)境問題，需要有效的管理方法。污水中含有的污染物種類繁多，這些污染物能在環(huán)境中積聚并長(zhǎng)期保留，對(duì)環(huán)境具有潛在的危害，且處理困難，因此需要通過有效的污水處理方式來去除或降低其濃度。

2、現(xiàn)有的污水處理技術(shù)雖然在一定程度上能夠去除污水中的污染物，但仍存在以下問題：處理效率低：部分傳統(tǒng)污水處理劑對(duì)cod（化學(xué)需氧量）、bod（生化需氧量）、懸浮物等污染物的去除率不高，導(dǎo)致處理后的水質(zhì)難以滿足回用或排放標(biāo)準(zhǔn)；成本高：一些高效的污水處理劑成本較高，限制了其在實(shí)際工程中的應(yīng)用；二次污染問題：部分污水處理劑在使用過程中可能產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物，對(duì)環(huán)境和人體健康造成潛在威脅。因此，有必要研究開發(fā)一種高效、環(huán)保、成本較低且操作簡(jiǎn)便的污水處理劑，為污水處理領(lǐng)域提供一種新型、高效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種高效污水處理劑及其制備方法。本發(fā)明制備的高效污水處理劑采用cawo4/zif-67復(fù)合材料，結(jié)合al2(so4)3的強(qiáng)絮凝作用和mno2的催化作用，zif-67由于其高孔隙率和可調(diào)特性，具有很高的吸附效率，zif-67固有的微孔性使得重金屬離子能夠高效快速地?cái)U(kuò)散到框架中，將zif-67與cawo4進(jìn)行復(fù)合，并在合成過程中加入了fe3o4，賦予了復(fù)合材料磁性，使得復(fù)合材料能夠?qū)⒅亟饘匐x子迅速吸附到表面，cawo4與zif-67復(fù)合后，解決了zif-67易團(tuán)聚，不易使用和回收的特點(diǎn)，而且使表面活性物質(zhì)增多，吸附性能增加，結(jié)合al2(so4)3的絮凝作用以及nahso3的還原作用，進(jìn)一步降低污水的cod。本發(fā)明制備的高效污水處理劑具有良好的絮凝和吸附能力，能快速吸附污染物，穩(wěn)定性良好，可輕松通過磁場(chǎng)分離，多次進(jìn)行回收利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供了一種高效污水處理劑，所述高效污水處理劑由以下重量份的原料組成：20-30份cawo4/zif-67復(fù)合材料，10-20份al2(so4)3，5-10份fe2o3，1-5份na2sio3，0.5-2份nahso3，3-15份mno2；

4、進(jìn)一步地，所述cawo4/zif-67復(fù)合材料的制備原料為：ca(no3)2·4h2o、na2wo4·2h2o、co(no3)2·6h2o、ctab(十六烷基三甲基溴化銨)、c4h6n2(2-甲基咪唑)和fe3o4；

5、所述cawo4/zif-67復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟：

6、s1，稱取ca(no3)2·4h2o溶解在乙二醇中，形成第一溶液，稱取na2wo4·2h2o，溶解在去離子水中，形成第二溶液，然后，將第二溶液緩慢倒入第一溶液中，放入磁力攪拌器中以180-300?rpm速度攪拌，溫度為70?℃，形成混合物；

7、s2，將步驟s1得到的混合物進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為180?℃，反應(yīng)時(shí)間設(shè)定為24h，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，得到白色沉淀，將得到的白色沉淀用乙醇和去離子水交替洗滌3次，在70?℃的烘箱里面干燥12?h，取出研磨得到cawo4；

8、s3，取ctab和co(no3)2·6h2o加入到去離子水中，240?w超聲處理15?min形成均勻的溶液a，取c4h6n2和fe3o4加入到無水乙醇得到溶液b，將溶液a緩慢倒入到溶液b中，混合均勻，形成混合液；

9、s4，向混合液中加入步驟s2制備的cawo4，超聲混勻，干燥得到復(fù)合材料前驅(qū)體，然后進(jìn)行煅燒，在400?℃下煅燒4-6?h，得到cawo4/zif-67復(fù)合材料。

10、進(jìn)一步地，所述ca(no3)2·4h2o與乙二醇的用量比為0.1?g:7?ml，na2wo4·2h2o與去離子水的用量比為0.1?g:15?ml，ca(no3)2·4h2o與na2wo4·2h2o的摩爾比為1:1，所述溶液a與溶液b的體積比為1:12。

11、進(jìn)一步地，所述catb、co(no3)2·6h2o和去離子水的用量比為1?mg:0.15?g:2.5ml，c4h6n2、fe3o4和無水乙醇的用量比為1?g:0.5?g:10?ml。

12、進(jìn)一步地，所述cawo4與混合液的用量比為0.1-0.5?g:25?ml。

13、本發(fā)明還提供了一種高效污水處理劑的制備方法，具體包括以下步驟：

14、y1，按重量份稱取al2(so4)3和fe2o3，溶解在去離子水中，以200-500?rpm攪拌混勻，形成混合溶液；

15、y2，按重量份稱取cawo4/zif-67復(fù)合材料和nahso3加入到步驟y1得到的混合溶液中，在70-90?℃下以200?rpm磁力攪拌混勻，形成懸浮液；

16、y3，向步驟y2得到的懸浮液中加入na2sio3和mno2，以300?rpm攪拌混合，靜置30-60min后離心，烘干得到高效污水處理劑。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果如下：

18、本發(fā)明制備的高效污水處理劑采用cawo4/zif-67復(fù)合材料，結(jié)合al2(so4)3的強(qiáng)絮凝作用和mno2的催化作用，使制備的污水處理劑具有高效、穩(wěn)定、環(huán)保等特性。zif-67由于其高孔隙率和可調(diào)特性，具有很高的吸附效率，能夠有效去除水體中重金屬離子和有機(jī)污染物，zif-67固有的微孔性使得重金屬離子能夠高效快速地?cái)U(kuò)散到框架中，將zif-67與鎢酸鈣進(jìn)行復(fù)合，并在合成過程中加入了fe3o4，賦予了復(fù)合材料磁性，使得磁性復(fù)合材料能夠?qū)χ亟饘匐x子如pb2+、cr6+等離子以及有機(jī)染料迅速吸附到表面，然后進(jìn)入到材料內(nèi)部，與cawo4/zif-67復(fù)合材料的活性中心結(jié)合，直到達(dá)到吸附飽和，cawo4與zif-67復(fù)合后，解決了zif-67易團(tuán)聚，不易使用和回收的特點(diǎn)，而且使表面活性物質(zhì)增多，吸附性能增加，從而使cawo4/zif-67復(fù)合材料的吸附機(jī)制歸因于靜電引力和含氧官能團(tuán)的表面絡(luò)合，而不是僅僅依賴于zif-67中c-n的相互作用，大大增強(qiáng)了對(duì)污水的凈化作用；cawo4具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在不同的ph值和化學(xué)環(huán)境下保持穩(wěn)定，zif-67與cawo4結(jié)合，提高了復(fù)合材料整體的穩(wěn)定性，同時(shí)，復(fù)合材料具有磁性，可以輕松通過磁場(chǎng)進(jìn)行分離，解決了傳統(tǒng)粉狀功能材料難以回收的問題，從而避免了二次污染。al2(so4)3在水中水解生成氫氧化鋁膠體，具有良好的絮凝作用，與fe2o3的絮凝和吸附作用結(jié)合，同時(shí)輔以na2sio3促進(jìn)污水中懸浮顆粒形成絮體，加速水中懸浮物和膠體顆粒的聚集和沉降；al2(so4)3能調(diào)節(jié)水體的ph值，而na2sio3在污水中部分水解成硅酸和氫氧化鈉，協(xié)助al2(so4)3調(diào)解污水的ph，共同維持水體ph的穩(wěn)定。mno2的催化氧化作用有助于分解水中的有機(jī)污染物，而鎢酸鈣/zif-67能吸附這些分解產(chǎn)物以及重金屬離子，實(shí)現(xiàn)污染物的全面去除，mno2的催化加速了cawo4/zif-67對(duì)污染物的高效吸附和分離，從污水處理效率。cawo4/zif-67復(fù)合材料為mno2提供了機(jī)械支撐，保護(hù)在污水處理過程中不受磨損，維持其催化活性。fe2o3的磁性有助于回收mno2和al2(so4)3，避免其在水處理過程中的流失。nahso3對(duì)污水起到殺菌消毒的作用，能將污水中氧化性的污染物進(jìn)行還原，降低污水的色度和cod，進(jìn)一步凈化污水的功能。本發(fā)明制備的高效污水處理劑具有良好的絮凝和吸附能力，能快速吸附污染物，穩(wěn)定性好，可輕松通過磁場(chǎng)分離，可以多次進(jìn)行回收利用，且制備成本低，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。