[發明專利]一種用醋酸纖維絲制備重金屬離子鰲合介質的方法

無效

• 申請號: 01106349.1
• 申請日: 2001-03-23
• 公開（公告）號: CN1376641A
• 公開（公告）日: 2002-10-30
• 發明（設計）人: 李京華;商振華;魏桂林;于億年;劉學良
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C02F1/62
• 分類號: C02F1/62
• 代理公司: 沈陽科苑專利代理有限責任公司
• 代理人: 許宗富,周秀梅

本發明涉及污水處理，具體地說是一種用醋酸纖維絲制備重金屬離子螯合介質的方法。

食品工業、化工行業等的廢水污染主要包括鋅離子、鈷離子、鎳離子、錳離子、鉛離子等重金屬離子。通常，這些離子對溫血動物、水生物、農作物等有不同程度的毒性，由于社會對上述行業的環保要求日益嚴格，因此，如何有效、低成本、高效益地去除、回收重金屬離子，是一個非常重要的課題。在水處理及環保方面處理重金屬離子的方法，主要有化學沉淀法、離子交換法、絮凝法和螯合吸附法等。例如，黃曉佳、王愛勤、袁光譜，“殼聚糖對Zn²⁺的吸附性能研究”《離子交換與吸附》，16(1)：60-65，2000公開報道了一種采用殼聚糖為吸附劑吸附鋅離子的方法，其對鋅離子的吸附量為2毫摩爾/克介質，但是殼聚糖成本較高，洗脫條件也不能為酸性。根據西格馬《生化試劑與一般試劑》，2000-2001(Sigma，“Biochemicals?and?Reagents”，2000-2001)報道，是采用Pharmacia公司生產的瓊脂糖凝膠Sepharose?CL-6B為基質材料，經環氧氯丙烷活化、偶聯亞氨二乙酸，螯合重金屬鋅離子、鈷離子，其負載量為50-100微摩爾/克介質。其不足之處是價格較貴。

本發明的目的是提供一種價格便宜，對人體無毒，表面積大、應用范圍廣的用醋酸纖維絲制備重金屬離子螯合介質的方法。

本發明的技術方案是按如下步驟操作：取醋酸纖維絲基材，對其進行活化：將醋酸纖維絲基材，浸入濃度為0.5～1M的堿溶液中，加入環氧氯丙烷或1，4-丁二醇二縮水甘油醚、再加入硼氫化鈉，制成活化液，室溫下反應10～15小時，來活化醋酸纖維絲上的羥基，洗滌至pH值為中性；其中醋酸纖維絲基材與加入的活化液的重量比例為0.1～10∶10～50；然后偶聯金屬螯合劑，用濃度1.0～12M的碳酸鹽，加配亞氨基二乙酸或亞氨基三乙酸制成偶聯液，50～70℃下反應20～30小時，洗滌至pH值為中性；其中醋酸纖維絲基材與偶聯液的重量比例為0.1～10∶10～50，得醋酸纖維絲重金屬離子螯合介質；

醋酸纖維絲基材是指醋酸纖維絲本身或醋酸纖維絲的填充物、醋酸纖維絲經物理加工制成的濾棒、濾餅、濾紙、濾膜；

所述活化液中堿溶液與環氧氯丙烷或1，4-丁二醇二縮水甘油醚的體積百分比為：10～30％環氧氯丙烷或1，4-丁二醇二縮水甘油醚，余量為堿溶液，再加入活化液重量的0.1～0.3％硼氫化鈉；所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀；

所述偶聯液中碳酸鹽與亞氨基二乙酸或亞氨基三乙酸的摩爾比例為20～30∶1～3；所述碳酸鹽為碳酸鉀或碳酸鈉。

本發明原理如下：

本發明所述環氧氯丙烷或1，4-丁二醇二縮水甘油醚首先與醋酸纖維絲上的羥基共價連接，形成含有單環氧環的介質，然后再與亞氨基二乙酸或亞氨基三乙酸上的亞氨基共價反應，形成穩定的共價交聯介質；本發明所述醋酸纖維絲濾棒：醋酸纖維素制成，成型時加固化劑以使粘附，并提高吸附力，易潤濕于水溶液中。長100毫米，直徑7.7毫米，重0.615克，吸阻2100～2300帕。橫斷剪開，纖維不松散，無毛刺，相互纏繞，但經5M?NaOH浸泡3天，產生大量小纖維，松散。

本發明具有如下優點：

1.本發明采用醋酸纖維絲為基材，可以在不影響溶液中其他陽離子的情況下，螯合吸附重金屬離子，價格便宜，(每克成本低于1元，而每克瓊脂糖凝膠大于需20元)，對人體無毒，表面積大，具有大量可供反應的羥基，用醋酸纖維絲制成的重金屬螯合介質可以反復使用。

2.本發明具有大的負載量。其表現在：對鋅的負載量可達57.3微摩爾/克介質，對鈷的負載量可達50微摩爾/克介質，對鎳的負載量可達35.5微摩爾/克介質，對錳的負載量可達41.4微摩爾/克介質，對鉛的負載量可達52.1微摩爾/克介質，其中鋅、鈷的負載量與Sigma產品目錄報道的相當。

3.本發明應用范圍廣，可廣泛用于消除食品工業、化工行業等的重金屬廢水污染。

下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1

取四份香煙過濾嘴的醋酸纖維絲濾棒，每份重0.126克，加入含15毫升活化液(含0.6M氫氧化鈉13毫升，順丁二醇二縮水甘油醚2毫升，活化液重量的0.2％硼氫化鈉)的錐形瓶中，來活化羥基，室溫下振蕩10小時，濾棒用大量蒸餾水洗滌至pH中性；再加入15毫升偶聯液(2M碳酸鉀15毫升，0.20克亞氨基二乙酸)，60℃反應24小時，濾棒用大量蒸餾水洗滌至pH中性，即得到醋酸纖維絲重金屬螯合介質；