1.一种快速分离碘的杂化材料,其特征在于,该杂化材料具有孔径尺寸分级变化的内部孔道,且以碳骨架为有机组分、铜和/或氧化亚铜为无机组分;
该杂化材料为粒度尺寸在100μm~350μm范围内的颗粒,等电点为pH=6~8。
2.根据权利要求1所述的快速分离碘的杂化材料,其特征在于,该杂化材料的内部孔道结构呈立体交叉分布,一侧孔道以微孔为主,向另一侧过渡为介孔、大孔;其中,所述微孔、介孔和大孔的孔径呈阶梯式增大。
3.根据权利要求1所述的快速分离碘的杂化材料,其特征在于,所述碳骨架表面具有C‑C单键、C=C双键、羟基、羰基、羧基、氨基和酰胺基的功能基。
4.根据权利要求1所述的快速分离碘的杂化材料,其特征在于,所述铜或氧化亚铜为具有纳米尺度的晶体。
5.根据权利要求1所述的快速分离碘的杂化材料,其特征在于,所述铜或氧化亚铜以附着、Cu‑O键和/或络合的形式与所述碳骨架结合。
6.根据权利要求1所述的快速分离碘的杂化材料,其特征在于,所述碳骨架来源于水产废物卤虫卵壳。
7.根据权利要求1所述的快速分离碘的杂化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将水产废物卤虫卵壳清洗杂质后酸活化,制得活化卤虫卵壳ES;
将ES快速热解,得到具有表面活性基团的生物炭ESC;
将ESC浸入铜化合物溶液中,充分搅拌得到载铜生物炭ESC‑Cu;
将ESC‑Cu转入反应釜,水热析晶碳化得到碳骨架上结合了铜单质Cu和/或氧化亚铜Cu2O晶体的杂化材料。
8.根据权利要求7所述的快速分离碘的杂化材料的制备方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:以下均为质量份,S101、制得活化卤虫卵壳ES:将1份水产废物卤虫卵壳置于水中搅拌清洗,直至水由浑浊变清澈后,滤出固体,将固体放入2份~4份的40wt%~70wt%的HNO3溶液中,超声振荡
30min~90min后滤出固体,再以去离子水搅拌清洗至清洗液至中性后,将固体在60℃下烘干12h~24h,获得活化卤虫卵壳ES;
S102、制备具有表面活性基团的生物炭ESC:将ES放入管式炉内,设置保温温度350℃~
600℃、升温速率25℃/min~35℃/min快速热解,保温时间3h~6h,氮气流量为60mL/min,保温结束后,取出管式炉内的固体物质用去离子水冲洗直至冲洗液澄清后,将固体物质在60℃下烘干12h~24h,得到具有表面活性基团的生物炭ESC;
S103、制备载铜生物炭ESC‑Cu:在100份超纯水中溶解1份~2份聚乙烯亚胺PEI和1份~
2份硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O,再加入1份ESC,超声振荡搅拌6h~12h,取出固体,即得到载铜生物炭ESC‑Cu;
S104、制备杂化材料:将ESC‑Cu转移至四氟乙烯水热反应釜中,加热至50℃~80℃并保持10min~20min,然后密封升温至200℃~240℃保持1h~3h后停止加热,待冷却后取出反应釜中的固体,用去离子水冲洗直至冲洗液澄清,将固体在60℃下干燥24h,得到碳骨架上结合了铜单质Cu和/或氧化亚铜Cu2O的杂化材料。
9.根据权利要求1所述的快速分离碘的杂化材料的应用方法,其特征在于,包括以下步骤:取1份杂化材料于反应器中;
打开反应器进水口,将50份~500份含碘废废水注入反应器;
开启搅拌开关,设置搅拌速度为100rpm~500rpm,30min~90min后停止搅拌,之后5min后打开反应器出水口出水,完成从水中快速分离碘;
‑ ‑ ‑ 2‑
其中,所述含碘水中I≤10mg/L,IO3≤10mg/L,共存离子Cl≤150mg/L、SO4 ≤50mg/L、‑ ‑ ‑ ‑NO3≤50mg/L、F≤50mg/L、ReO4≤10mg/L、HCO3≤50mg/L,初始pH为5~9。
10.根据权利要求1所述的快速分离碘的杂化材料的应用方法,其特征在于,包括以下步骤:取任意量的所述快速分离碘的杂化材料装入反应柱中,在反应柱中填充成杂化材料层;
打开反应器进水口,将含碘废水以每小时5倍~25倍杂化材料层高的流速连续注入反应柱;
打开反应器出水口收集处理后水,完成从水中快速分离碘;
‑ ‑ ‑ 2‑ ‑
其中,所述含碘废水中I≤2mg/L、IO3 ≤2mg/L、Cl ≤150mg/L、SO4 ≤50mg/L、NO3 ≤‑ ‑ ‑
50mg/L、F≤50mg/L、ReO4≤10mg/L、HCO3≤50mg/L,初始pH为5~9。