[發明專利]一種金屬離子吸附材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810047487.3
• 申請日: 2008-04-28
• 公開（公告）號: CN101269318A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 劉繼延;劉學清;張遠方
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬輝

技術領域

本發明涉及一種吸附材料，具體地說是一種用于吸收廢水中金屬離子的吸附材料及其制備方法。

背景技術

冶金、電子、化工、紡織等行業易排放大流量、低濃度的含汞、鉛、錳、鎘、鉻等重金屬離子廢水，這些廢水對環境的危害很大。由于重金屬離子含量較低，一般采用混凝沉淀的方式，投加大量藥劑，將重金屬離子從水中轉移到污泥中，進而填埋處理。處理費用高，且不能從根本上解決重金屬離子污染的問題。

吸附劑吸附法具有設備投資小，操作管理簡便、運行成本低的特點，較其它方法適宜于應用于大流量低濃度重金屬離子的處理。該方法的關鍵在于尋找和開發新型高效無毒、來源廣泛、成本低廉、物理化學性能穩定的吸附劑。已研究報道的吸附劑有很多種，其中殼聚糖類(甲殼素和殼聚糖)和植物油生產過程中的副產物-油粕類(大豆粕、油菜籽粕、棉籽粕等)來源廣泛、價格低廉、無毒無副作用，其結構中富含氨基、羥基及酰胺基等可與金屬離子發生螯合作用的活性官能團，對多種有毒有害重金屬離子都具有良好的吸附作用。但這類吸附劑是一種粉末狀物質，它在吸附后很難從溶液中分離出來，并且也很難作為填料填充于吸附柱中，限制了其在生產實際中的應用。因此目前還沒有比較好的吸附材料可以從根本上解決重金屬離子的吸附和污染的問題。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種用于吸收廢水中重金屬離子的吸附材料及其制備方法，它可以有效吸附廢水中的金屬離子，從根本上解決重金屬離子的污染問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種用于吸收廢水中金屬離子的吸附材料，它是將氨基多糖或油粕與多元醇、異氰酸酯和發泡劑在催化劑的作用下，通過聚合反應負載在聚氨酯泡沫交聯網絡中形成。

其中所述的氨基多糖為甲殼素、殼聚糖或殼聚糖衍生物中的一種或多種；所述的油粕為棉籽粕、菜子粕、大豆粕、葵花籽粕或花生粕中的一種或多種；所述的多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚烯烴多元醇或蓖麻油中的一種或多種；所述的多元醇分子量為400-4000g/mol；所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、六亞甲基異氰酸酯或異佛二酮二異氰酸酯中的一種或多種；所述的發泡劑為水、二氯甲烷或一氟三氯甲烷中的一種或兩種；所述的催化劑為胺類化合物和/或有機錫化合物，優選三乙烯二胺和辛酸亞錫混合物，采用上述兩種化合物作為催化劑反應時間短、效果好。

本發明較好的技術方案是由下述的原料組分，按重量份數制備而成：

殼聚糖或油粕20-80、多元醇50-150、催化劑0.15-1.5、泡沫穩定劑1-5、發泡劑1-25、開孔劑1-10、異氰酸酯50-200。

本發明更好的技術方案是催化劑由0.05-0.5的三乙烯二胺為和0.1-1.0的辛酸亞錫混合而成。

本發明的制備方法包括以下步驟：

(1)、將氨基多糖或油粕進行粉碎、磨漿、干燥，制成粒徑為0.01-200um粉末；

(2)、將干燥好的粉末與多元醇充分混合均勻；

(3)、在混合均勻的物料中加入發泡劑和催化劑；

(4)、再加入異氰酸酯混合均勻后倒入發泡箱中發泡，發泡結束后60-100℃熟化處理0.5-2小時。

在此過程中，異氰酸酯基將與多元醇發生聚合反應，生成聚氨酯交聯網絡狀結構，同時油粕及殼聚糖粉末中的氨基、羥基等活性官能團也與異氰酸酯基發生化學反應，殼聚糖類及油粕類粉末被固定在在聚氨酯交聯網絡中，使材料具有高開孔率的海綿狀結構。

本發明對金屬離子具有良好的吸附能力，它將殼聚糖類及油粕類粉末負載在聚氨酯網絡上，得到的新型多孔吸附材料具有優良的物理化學性能、較高的表面積及良好的吸附能力，制備方法簡單，適用于大流量、低濃度的重金屬離子廢水處理。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步描述：

實施例1

將殼聚糖粉碎后，加入水在磨漿機中磨漿處理，得到的漿料過濾，濾料在50℃下真空干燥24小時，得到殼聚糖粉末。將干燥好的殼聚糖粉末40.0g與聚醚多元醇PPG(Mn＝2000g/mol)50g混合均勻，加入水2g，加入硅油BF23701.4g作為泡沫穩定劑，聚氧化乙烯甘油醚(羥值160～180mgKOH/g)5g，三乙烯二胺0.45g和辛酸亞錫0.25g作為催化劑，甲苯二異氰酸酯(TDI，80/20)80g，在室溫下將上述原料攪拌均勻倒入發泡箱中發泡，發泡結束后于真空烘箱中80℃熟化處理2小時。

實施例2