本發(fā)明涉及水處理制劑領(lǐng)域，尤其涉及一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著世界人口的不斷增加和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，人類的現(xiàn)代化進(jìn)程步伐逐漸加快，但環(huán)境污染問題卻越來越嚴(yán)重，其中重金屬污染成為最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，受到了人們的極大關(guān)注，如何處理水中的重金屬離子是水處理領(lǐng)域的一項重要課題。

目前，對于含重金屬離子廢水的處理主要采用化學(xué)法、離子交換法、膜分離法、生物法、吸附法等。化學(xué)法可分為中和沉淀法、硫化物沉淀法和電化學(xué)法。中和沉淀法特點是在去除重金屬離子的同時能中和各種酸及其混合液，由于受到pH值及廢水中氰、銨等絡(luò)合離子的影響，對混合廢水的出水效果不好，沉渣量大，出水硬度高，會使土壤、水體堿化；硫化物沉淀法雖然pH值范圍較寬，但硫化物沉淀細(xì)小，不易沉降形成二次污染，且硫化劑本身有毒，價格昂貴，亦限制了它的應(yīng)用。離子交換法通常所使用的離子交換樹脂雖然其具有選擇性好、吸附容量大、快速等優(yōu)點，但其價格昂貴，目前仍然停留在試驗階段。膜分離技術(shù)對含重金屬離子廢水有較好的處理效果及無二次污染等優(yōu)點，但是其處理價格比較昂貴，亦限制了該工藝的廣泛應(yīng)用；生物法在應(yīng)用上具有較多優(yōu)點，如綜合處理能力較強(qiáng)，處理方法簡便等，然而生物處理法存在著功能菌繁殖速度和反應(yīng)速率慢，處理水難以回用的缺點。因此，吸附法由于具有吸附工藝簡便、環(huán)境友好等特點，已成為近年來水處理研究的重點之一。

申請?zhí)枮?01310731560.X的中國專利公開了一種多功能污水處理劑，所述多功能污水處理劑，包括以下重量份的原料：海泡石粉10-20份、膨潤土30-40份、淀粉黃原酸酯30-40份、氫氧化鈉片堿0.1-0.5份、聚天冬氨酸1-5份、氨基三甲叉膦酸0.1-0.5份、交聯(lián)累托石25-50份、聚合氯化鋁20-50 份、殼聚糖5-30份、去離子水10-30份。該發(fā)明純度高、無雜質(zhì)、無粉塵，水溶液清澈透明，無毒性，對操作工人無影響，處理后水無二次污染等問題。

該發(fā)明中，含有膨潤土和聚天冬氨酸。其中，膨潤土是我國一種資源豐富的礦物黏土，具有獨特的層狀結(jié)構(gòu)和很強(qiáng)的吸附性能，可以去除水中的重金屬離子，但其由于結(jié)構(gòu)單一，層間距有限，直接用于水處理效果不夠理想，需要對其進(jìn)行改性來進(jìn)一步提高它的物理和化學(xué)性能，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，并使其廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和衛(wèi)生等領(lǐng)域。而聚天冬氨酸作為一種無毒、可生物降解的環(huán)保型產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)單元中含有羧基，在水溶液中極易電離為帶負(fù)電的羧基負(fù)離子，可以和多種金屬離子發(fā)生絡(luò)合作用，但其官能團(tuán)較單一使其提取重金屬離子的能力有限，從而限制了它的應(yīng)用。

上述發(fā)明的多功能污水處理劑中只是將各種組分進(jìn)行了簡答的物理組合，并不能從根本上解決膨潤土和聚天冬氨酸各自存在的缺陷，導(dǎo)致在凈化水質(zhì)時，對重金屬的吸附能力有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的在于使聚天冬氨酸和膨潤土進(jìn)行結(jié)合形成復(fù)合材料，有效提高聚天冬氨酸/膨潤土復(fù)合材料的物理和化學(xué)性能以及對重金屬離子的結(jié)合能力。首先本方法在制備聚琥珀酰亞胺的過程中以液氨為氮源，不僅豐富了聚琥珀酰亞胺制備過程中的氮源，也提高了氮的利用效率，其次以膨潤土為原料，成本低廉，性能優(yōu)異，且聚天冬氨酸為環(huán)境友好型材料，可被微生物、真菌降解為氨基酸小分子，最終生成對環(huán)境無害的水和二氧化碳，因此，研究這種復(fù)合材料對水處理領(lǐng)域具有重要的特殊意義。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復(fù)合材料，由聚琥珀酰亞胺、膨潤土和硅烷交聯(lián)劑為原料制得；所述膨潤土與聚琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為1:0.1-10，硅烷交聯(lián)劑的質(zhì)量為聚琥珀酰亞胺質(zhì)量的1-10%；其中聚琥珀酰亞胺由物質(zhì)的量比為1:0.9-1.7的順丁烯二酸和液氨制得。

一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將順丁烯二酸酐和其質(zhì)量5-20倍的去離子水混合，倒入反應(yīng)釜中，在密閉條件下升溫到55-65℃，攪拌25-35min，轉(zhuǎn)速為500-2000r/min，使順丁烯二酸酐水解得到順丁烯二酸溶液。

（2）向反應(yīng)釜中通入液氨，溫度為18-22℃，壓力為101000-102000Pa，流速為40-100mL/min，通液氨時間10-120min，繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度到70-90℃，并控制反應(yīng)釜內(nèi)的壓力，攪拌反應(yīng)100-140min，轉(zhuǎn)速為500-2000r/min，然后在75-85℃下烘干，得到順丁烯二酸銨鹽固體并備用。

本過程中，反應(yīng)溫度應(yīng)控制在70-90℃內(nèi)，溫度過低，溶液容易發(fā)生結(jié)晶，整個過程很難進(jìn)行，溫度過高，反應(yīng)劇烈，使產(chǎn)物分子量降低，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）將順丁烯二酸銨鹽固體放入馬弗爐中，經(jīng)焙燒后得到聚琥珀酰亞胺，研磨得到聚琥珀酰亞胺粉末備用。

（4）量取硅烷交聯(lián)劑，加入到無水乙醇和去離子水體積比為1:1的混合溶液中，形成分散液并備用。

（5）將膨潤土過80-200目篩，去除雜質(zhì)，加入到上述分散液中，在室溫下攪拌均勻，攪拌速率為500-1000 r/min，攪拌時間0.5-1h，然后升溫到55-65℃，回流反應(yīng)4.5-5.5h。

（6）將步驟（5）制得的混合溶液離心，轉(zhuǎn)速為4500-5500r/min，離心4-6min，取固體并用無水乙醇洗凈，在55-65℃下烘干，研磨，過80-200目篩，得到氨基改性膨潤土。

（7）將聚琥珀酰亞胺粉末與其重量10-20倍的N,N-二甲基甲酰胺溶液混合，采用超聲技術(shù)超聲處理10-20min，使聚琥珀酰亞胺溶解并備用。

（8）將氨基改性膨潤土分批加入到上述聚琥珀酰亞胺溶液中，超聲25-35min使其分散均勻，然后在30-40℃條件下反應(yīng)，攪拌反應(yīng)3.5-4.5h，攪拌速率為500-1000 r/min。

（9）反應(yīng)完畢后，用溶液體積1-3倍的無水乙醇沉析，離心，洗滌至中性，轉(zhuǎn)速為4500-5500r/min，離心時間4-6min，然后在55-65℃下烘干，研磨，過80-200目篩備用。

（10）將步驟（9）制得固體分散到體積比為1:1的無水乙醇和去離子水的混合溶液中，以4-6mL/min的速率滴加1.5-2.5mol/L的NaOH溶液對其水解，直到溶液的pH值為8.5-9.5左右，對反應(yīng)后的產(chǎn)物用無水乙醇和去離子水洗滌數(shù)次，離心，轉(zhuǎn)速為7000-9000r/min，離心4-6min，得到固體復(fù)合材料，然后在40-80℃下烘干研磨，過80-200目篩，得到聚天冬氨酸膨潤土納米復(fù)合材料。

在本步驟中，氫氧化鈉溶液的用量要適中，調(diào)節(jié)溶液的pH值最佳為9.0，氫氧化鈉用量過小，反應(yīng)不完全，反應(yīng)速度慢，用量過大，反應(yīng)劇烈使產(chǎn)物分子量降低。

作為優(yōu)選，步驟（2）中，通液氨的量為順丁烯二酸和液氨的物質(zhì)的量比為1:0.9-1.7。

作為優(yōu)選，步驟（2）中，反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)壓力控制在1MPa-5MPa，所通氣體可以是氮氣、二氧化碳、空氣或其他惰性氣體中的一種。

作為優(yōu)選，步驟（3）中，所述焙燒溫度為170-230℃，焙燒時間為2-8h。進(jìn)一步優(yōu)選為，焙燒時間為3-4h。

作為優(yōu)選，步驟（4）中，所述硅烷交聯(lián)劑為γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

作為優(yōu)選，步驟（4）中，所述硅烷交聯(lián)劑為聚琥珀酰亞胺質(zhì)量的1-10%。

作為優(yōu)選，所述聚琥珀酰亞胺的分子量為4000-20000道爾頓。

不同分子量的聚琥珀酰亞胺合成的復(fù)合材料具有不同的吸附重金屬離子的能力，分子量越大，其吸附重金屬離子的能力越好。

作為優(yōu)選，所述的膨潤土為鈉基膨潤土、鈣基膨潤土、鎂基膨潤土。進(jìn)一步優(yōu)選為鈉基膨潤土，具有較好的去除重金屬離子的能力。

作為優(yōu)選，步驟（8）中，所述的膨潤土與聚琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為1:0.1-10。

反應(yīng)物的用量不同，溫度不同都將影響納米復(fù)合材料的復(fù)配程度，膨潤土用量過少聚琥珀酰亞胺反應(yīng)不完全，反之，膨潤土用量過多，造成膨潤土利用率降低。交聯(lián)程度越大其去除重金屬離子的效果越好，價格越貴。

與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明用硅烷交聯(lián)劑將聚天冬氨酸和膨潤土進(jìn)行開環(huán)復(fù)配，硅烷交聯(lián)劑在反應(yīng)中充當(dāng)中介作用，使聚天冬胺酸和膨潤土相互作用，不僅提高了聚天冬氨酸螯合重金屬離子的能力也增大了膨潤土對重金屬離子的吸附作用，通過硅烷交聯(lián)劑的交聯(lián)作用可有效提高復(fù)合材料有效吸附重金屬離子的能力，而且工藝簡單，生產(chǎn)設(shè)備簡單，成本低廉，，可廣泛應(yīng)用于凈水行業(yè)、工廠廢水處理、土壤污染行業(yè)等。同時本發(fā)明以聚琥珀酰亞胺為原料，在堿性條件下反應(yīng)，使聚天冬胺酸的復(fù)配反應(yīng)和水解反應(yīng)可以在一個反應(yīng)體系中反應(yīng)，省去分步反應(yīng)的麻煩，簡化了合成工藝，此外，本發(fā)明所用的原料之一聚天冬氨酸屬于無毒、無害、可降解的環(huán)保型材料，對環(huán)境友好。本發(fā)明制備的聚天冬氨酸/膨潤土納米復(fù)合材料不僅具有良好的耐鹽、耐有機(jī)物、機(jī)械強(qiáng)度等綜合性能，更重要的是具有有效去除水中重金屬離子的能力，在水溶液中對銅離子的去除率可以達(dá)到98.8%，對鋅離子的去除率也能達(dá)到94.2%，對鎳離子的去除率達(dá)到97.0%，達(dá)到國家重金屬離子的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且成本低廉，可廣泛用于水處理領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為膨潤土原土、中間產(chǎn)物氨基膨潤土和聚天冬氨酸/膨潤土（PASP/膨潤土）復(fù)合材料的紅外光譜分析；

圖2為實施實例1、2、3中不同比例的聚琥珀酰亞胺和膨潤土合成復(fù)合材料的紅外光譜分析圖；

圖3為聚天冬氨酸/膨潤土復(fù)合材料用量對銅離子的去除能力；

圖4為聚天冬氨酸/膨潤土復(fù)合材料用量對鋅離子的去除能力；

圖5為聚天冬氨酸/膨潤土復(fù)合材料用量對鎳離子的去除能。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實施例1

一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將順丁烯二酸酐和其質(zhì)量12.5倍的去離子水混合，倒入反應(yīng)釜中，在密閉條件下升溫到60℃，攪拌30min，轉(zhuǎn)速為1200r/min，使順丁烯二酸酐水解得到順丁烯二酸溶液。

（2）向反應(yīng)釜中通入液氨，溫度為20℃，壓力為101325Pa，流速為70mL/min，通液氨的量為順丁烯二酸和液氨的物質(zhì)的量比為1:1.3。繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度到80℃，向反應(yīng)釜內(nèi)通氮氣以控制反應(yīng)釜內(nèi)的壓力在3MPa，攪拌反應(yīng)120min，轉(zhuǎn)速為1200r/min，然后在80℃下烘干，得到順丁烯二酸銨鹽固體并備用。

（3）將順丁烯二酸銨鹽固體放入馬弗爐中，在200℃下焙燒4h后得到聚琥珀酰亞胺，研磨，選取分子量為4000-20000道爾頓的聚琥珀酰亞胺粉末備用。

（4）量取硅烷交聯(lián)劑（γ-氨丙基三甲氧基硅烷），加入到無水乙醇和去離子水體積比為1:1的混合溶液中，形成分散液并備用。其中硅烷交聯(lián)劑為后續(xù)聚琥珀酰亞胺質(zhì)量的5%。

（5）將膨潤土（鈉基膨潤土）過200目篩，去除雜質(zhì)，加入到上述分散液中，在室溫下攪拌均勻，攪拌速率為1200 r/min，攪拌時間0.75h，然后升溫到60℃，回流反應(yīng)5h。

（6）將步驟（5）制得的混合溶液離心，轉(zhuǎn)速為5000r/min，離心5min，取固體并用無水乙醇洗滌三次，在60℃下烘干，研磨，過200目篩，得到氨基改性膨潤土。

（7）將聚琥珀酰亞胺粉末與其重量15倍的N,N-二甲基甲酰胺溶液混合，采用超聲技術(shù)超聲處理15min，使聚琥珀酰亞胺溶解并備用。

（8）將氨基改性膨潤土分批加入到上述聚琥珀酰亞胺溶液中，其中所述氨基改性膨潤土與聚琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為1:0.5。超聲30min使其分散均勻，然后在35℃條件下反應(yīng)，攪拌反應(yīng)4h，攪拌速率為800 r/min。

（9）反應(yīng)完畢后，用溶液體積2倍的無水乙醇沉析，離心，洗滌至中性，轉(zhuǎn)速為5000r/min，離心時間5min，然后在60℃下烘干，研磨，過200目篩備用。

（10）將步驟（9）制得固體分散到體積比為1:1的無水乙醇和去離子水的混合溶液中，以5mL/min的速率滴加2mol/L的NaOH溶液對其水解，直到溶液的pH值為9.0左右，在25℃下攪拌反應(yīng)1h；對反應(yīng)后的產(chǎn)物用無水乙醇和去離子水洗滌數(shù)次，離心，轉(zhuǎn)速為8000r/min，離心5min，得到固體復(fù)合材料，然后在60℃下烘干研磨，過200目篩，得到聚天冬氨酸膨潤土納米復(fù)合材料。

實施例2

一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將順丁烯二酸酐和其質(zhì)量5倍的去離子水混合，倒入反應(yīng)釜中，在密閉條件下升溫到55℃，攪拌35min，轉(zhuǎn)速為500r/min，使順丁烯二酸酐水解得到順丁烯二酸溶液。

（2）向反應(yīng)釜中通入液氨，溫度為18℃，壓力為101000Pa，流速為40mL/min，通液氨的量為順丁烯二酸和液氨的物質(zhì)的量比為1:0.9。繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度到70℃，向反應(yīng)釜內(nèi)通二氧化碳以控制反應(yīng)釜內(nèi)的壓力在1MPa，攪拌反應(yīng)100min，轉(zhuǎn)速為500r/min，然后在75℃下烘干，得到順丁烯二酸銨鹽固體并備用。

（3）將順丁烯二酸銨鹽固體放入馬弗爐中，在170℃下焙燒8h后得到聚琥珀酰亞胺，研磨，選取分子量為4000-20000道爾頓的聚琥珀酰亞胺粉末備用。

（4）量取硅烷交聯(lián)劑（γ-氨丙基三乙氧基硅烷），加入到無水乙醇和去離子水體積比為1:1的混合溶液中，形成分散液并備用。其中硅烷交聯(lián)劑為后續(xù)聚琥珀酰亞胺質(zhì)量的1%。

（5）將膨潤土（鈣基膨潤土）過150目篩，去除雜質(zhì)，加入到上述分散液中，在室溫下攪拌均勻，攪拌速率為500 r/min，攪拌時間1h，然后升溫到55℃，回流反應(yīng)5.5h。

（6）將步驟（5）制得的混合溶液離心，轉(zhuǎn)速為4500r/min，離心6min，取固體并用無水乙醇洗凈，在55℃下烘干，研磨，過150目篩，得到氨基改性膨潤土。

（7）將聚琥珀酰亞胺粉末與其重量10倍的N,N-二甲基甲酰胺溶液混合，采用超聲技術(shù)超聲處理10min，使聚琥珀酰亞胺溶解并備用。

（8）將氨基改性膨潤土分批加入到上述聚琥珀酰亞胺溶液中，其中所述氨基改性膨潤土與聚琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為1:10。超聲25min使其分散均勻，然后在30℃條件下反應(yīng)，攪拌反應(yīng)4.5h，攪拌速率為500r/min。

（9）反應(yīng)完畢后，用溶液體積1倍的無水乙醇沉析，離心，洗滌至中性，轉(zhuǎn)速為4500r/min，離心時間6min，然后在55℃下烘干，研磨，過150目篩備用。

（10）將步驟（9）制得固體分散到體積比為1:1的無水乙醇和去離子水的混合溶液中，以4mL/min的速率滴加1.5mol/L的NaOH溶液對其水解，直到溶液的pH值為8.5左右，在25℃下攪拌反應(yīng)1h；對反應(yīng)后的產(chǎn)物用無水乙醇和去離子水洗滌數(shù)次，離心，轉(zhuǎn)速為7000r/min，離心6min，得到固體復(fù)合材料，然后在40℃下烘干研磨，過150目篩，得到聚天冬氨酸膨潤土納米復(fù)合材料。

實施例3

一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將順丁烯二酸酐和其質(zhì)量20倍的去離子水混合，倒入反應(yīng)釜中，在密閉條件下升溫到65℃，攪拌25min，轉(zhuǎn)速為2000r/min，使順丁烯二酸酐水解得到順丁烯二酸溶液。

（2）向反應(yīng)釜中通入液氨，溫度為22℃，壓力為102000Pa，流速為100mL/min，通液氨的量為順丁烯二酸和液氨的物質(zhì)的量比為1:1.7。繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度到90℃，向反應(yīng)釜內(nèi)通空氣以控制反應(yīng)釜內(nèi)的壓力在5MPa，攪拌反應(yīng)140min，轉(zhuǎn)速為2000r/min，然后在85℃下烘干，得到順丁烯二酸銨鹽固體并備用。

（3）將順丁烯二酸銨鹽固體放入馬弗爐中，在230℃下焙燒2h后得到聚琥珀酰亞胺，研磨，選取分子量為4000-20000道爾頓的聚琥珀酰亞胺粉末備用。

（4）量取硅烷交聯(lián)劑（γ-氨丙基三甲氧基硅烷），加入到無水乙醇和去離子水體積比為1:1的混合溶液中，形成分散液并備用。其中硅烷交聯(lián)劑為后續(xù)聚琥珀酰亞胺質(zhì)量的10%。

（5）將膨潤土（鎂基膨潤土）過80目篩，去除雜質(zhì)，加入到上述分散液中，在室溫下攪拌均勻，攪拌速率為1000 r/min，攪拌時間0.5h，然后升溫到65℃，回流反應(yīng)4.5h。

（6）將步驟（5）制得的混合溶液離心，轉(zhuǎn)速為5500r/min，離心4min，取固體并用無水乙醇洗凈，在65℃下烘干，研磨，過80目篩，得到氨基改性膨潤土。

（7）將聚琥珀酰亞胺粉末與其重量20倍的N,N-二甲基甲酰胺溶液混合，采用超聲技術(shù)超聲處理20min，使聚琥珀酰亞胺溶解并備用。

（8）將氨基改性膨潤土分批加入到上述聚琥珀酰亞胺溶液中，其中所述氨基改性膨潤土與聚琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為1:0.1。超聲35min使其分散均勻，然后在40℃條件下反應(yīng)，攪拌反應(yīng)3.5h，攪拌速率為1000 r/min。

（9）反應(yīng)完畢后，用溶液體積3倍的無水乙醇沉析，離心，洗滌至中性，轉(zhuǎn)速為5500r/min，離心時間4min，然后在65℃下烘干，研磨，過80目篩備用。

（10）將步驟（9）制得固體分散到體積比為1:1的無水乙醇和去離子水的混合溶液中，以6mL/min的速率滴加2.5mol/L的NaOH溶液對其水解，直到溶液的pH值為9.5左右，在25℃下攪拌反應(yīng)1h；對反應(yīng)后的產(chǎn)物用無水乙醇和去離子水洗滌數(shù)次，離心，轉(zhuǎn)速為9000r/min，離心4min，得到固體復(fù)合材料，然后在80℃下烘干研磨，過80目篩，得到聚天冬氨酸膨潤土納米復(fù)合材料。

實施例4

一種用于去除重金屬離子的聚天冬氨酸膨潤土復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將順丁烯二酸酐和其質(zhì)量15倍的去離子水混合，倒入反應(yīng)釜中，在密閉條件下升溫到60℃，攪拌30min，轉(zhuǎn)速為1500r/min，使順丁烯二酸酐水解得到順丁烯二酸溶液。

（2）向反應(yīng)釜中通入液氨，溫度為20℃，壓力為101325Pa，流速為80mL/min，通液氨的量為順丁烯二酸和液氨的物質(zhì)的量比為1:1。繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度到85℃，向反應(yīng)釜內(nèi)通氮氣以控制反應(yīng)釜內(nèi)的壓力在4MPa，攪拌反應(yīng)120min，轉(zhuǎn)速為1500r/min，然后在80℃下烘干，得到順丁烯二酸銨鹽固體并備用。

（3）將順丁烯二酸銨鹽固體放入馬弗爐中，在210℃下焙燒3h后得到聚琥珀酰亞胺，研磨，選取分子量為4000-20000道爾頓的聚琥珀酰亞胺粉末備用。

（4）量取硅烷交聯(lián)劑（γ-氨丙基三甲氧基硅烷），加入到無水乙醇和去離子水體積比為1:1的混合溶液中，形成分散液并備用。其中硅烷交聯(lián)劑為后續(xù)聚琥珀酰亞胺質(zhì)量的5%。

（5）將膨潤土（鈉基膨潤土）過200目篩，去除雜質(zhì)，加入到上述分散液中，在室溫下攪拌均勻，攪拌速率為600 r/min，攪拌時間1h，然后升溫到60℃，回流反應(yīng)5h。

（6）將步驟（5）制得的混合溶液離心，轉(zhuǎn)速為5000r/min，離心5min，取固體并用無水乙醇洗凈，在60℃下烘干，研磨，過200目篩，得到氨基改性膨潤土。

（7）將聚琥珀酰亞胺粉末與其重量12倍的N,N-二甲基甲酰胺溶液混合，采用超聲技術(shù)超聲處理15min，使聚琥珀酰亞胺溶解并備用。

（8）將氨基改性膨潤土分批加入到上述聚琥珀酰亞胺溶液中，其中所述氨基改性膨潤土與聚琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為1:5。超聲30min使其分散均勻，然后在35℃條件下反應(yīng)，攪拌反應(yīng)4h，攪拌速率為800 r/min。

（9）反應(yīng)完畢后，用溶液體積2倍的無水乙醇沉析，離心，洗滌至中性，轉(zhuǎn)速為5000r/min，離心時間5min，然后在60℃下烘干，研磨，過200目篩備用。

（10）將步驟（9）制得固體分散到體積比為1:1的無水乙醇和去離子水的混合溶液中，以5mL/min的速率滴加2mol/L的NaOH溶液對其水解，直到溶液的pH值為9.0左右，在25℃下攪拌反應(yīng)1h；對反應(yīng)后的產(chǎn)物用無水乙醇和去離子水洗滌數(shù)次，離心，轉(zhuǎn)速為8000r/min，離心5min，得到固體復(fù)合材料，然后在65℃下烘干研磨，過200目篩，得到聚天冬氨酸膨潤土納米復(fù)合材料。

參照國標(biāo)GB7473-1987銅離子的檢測方法準(zhǔn)確的測量實施例1-3中的復(fù)合材料對水溶液中銅離子的去除能力，實驗溶液所配標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為20mg/L的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，測試所得復(fù)合材料用量分別為0.05g、0.1g、0.2g、0.4g、0.6g、0.8g時對銅離子的去除能力。

參照國標(biāo)GB7472-87鋅離子的檢測方法準(zhǔn)確的測量實施例1-3中的復(fù)合材料對水溶液中鋅離子的去除能力，實驗溶液所配標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為20mg/L的鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液，測試所得復(fù)合材料用量分別為0.05g、0.1g、0.2g、0.4g、0.6g、0.8g時對鋅離子的去除能力。

參照國標(biāo)GB11910-89鎳離子的檢測方法準(zhǔn)確的測量實施例1-3中的復(fù)合材料對水溶液中鎳離子的去除能力，實驗溶液所配標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為40mg/L的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，測試所得復(fù)合材料用量分別為0.1g、0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g時對鎳離子的去除能力。

計算方法

實施例1-3中，Cu²⁺、Zn²⁺、Ni⁺的去除率的計算方法如下：

η=(C₀-C)×100%/C₀

其中：η—復(fù)合材料對重金屬離子的去除率，%；

C₀—吸附前溶液中含重金屬離子的濃度，mg/L；

C—吸附后溶液中含重金屬離子的濃度，mg/L；

Cu²⁺、Zn²⁺、Ni⁺吸附量的計算方法如下：

Q(mg/g)=(C₀-C)×V/M

其中：Q—復(fù)合材料對重金屬離子的吸附量，mg/g；

C₀—吸附前溶液中含重金屬離子的濃度，mg/L；

C—吸附后溶液中含重金屬離子的濃度，mg/L；

V—溶液體積，L；

M—復(fù)合材料質(zhì)量，g。

圖1為膨潤土原土、中間產(chǎn)物氨基膨潤土和聚天冬氨酸/膨潤土（PASP/膨潤土）復(fù)合材料的紅外光譜分析。

圖2為實施實例1、2、3中不同比例的聚琥珀酰亞胺和膨潤土合成復(fù)合材料的紅外光譜分析圖。

圖3為聚天冬氨酸/膨潤土復(fù)合材料用量對銅離子的去除能力。

圖4為聚天冬氨酸/膨潤土復(fù)合材料用量對鋅離子的去除能力。

圖5為聚天冬氨酸/膨潤土復(fù)合材料用量對鎳離子的去除能。

本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。