[發明專利]一種金屬離子吸附劑的制備方法

無效

• 申請號: 201010140392.3
• 申請日: 2010-04-07
• 公開（公告）號: CN101816923A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 黃占華;徐莉莉;張斌;于淑娜;蒲偉;劉乃琪
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種金屬離子吸附劑的制備方法。

背景技術

我國水資源污染嚴重，水資源嚴重缺乏，全國17000個城鎮、絕大多數沒 有排水和處理設施。由于廢污水的處理和回收利用率偏低，加之工業用水成倍 增加、城市化水平成倍上升、小城鎮加速發展，廢污水的排放量將會數倍甚至 十幾倍的增加，更加劇了水環境的惡化。工農業廢水、城市生活污水及各種采 礦廢水均含有大量的重金屬，這些重金屬通過食物鏈而生物富集，構成對生物 和人體健康的嚴重威脅。為了最大限度的避免重金屬污染對生態系統造成嚴重 影響，人們一直在努力尋求處理重金屬污染廢水的技術。

目前，處理重金屬廢水的方法主要有三種：第一種是廢水中金屬離子通過 發生化學反應除去的方法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、 化學還原法、電化學還原法、高分子重金屬捕集劑法等；第二種是使廢水中的 重金屬在不改變其化學形態的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、 溶劑萃取、離子交換等方法；第三種是借助微生物或植物的絮凝、吸收累積、 富集等作用去除廢水重金屬的方法，包括生物絮凝、生物吸附、植物整治等方 法。鑒于重金屬廢水成分復雜，處理達標要求又非常嚴格，傳統的廢水處理技 術各有優缺點。吸附是回收廢水中微量金屬的最有效方法，已報道有活性炭、 礦物質、無機鹽、合成樹脂等吸附材料。活性炭能夠吸附許多化學物質，但對 金屬離子的吸附容量小，只有30～40mg/g，而且再生困難，因此廢水處理費 用昂貴；另外國內外對微生物吸附進行了廣泛的研究，并且逐步發展到研究利 用各種微生物如真菌、酵母、藻類等處理含毒性金屬離子的污染廢水，但是微 生物對廢水中的有機物處理效果良好，對金屬離子的吸附效果并不是很理想。 近年來，對天然生物質材料及其改性衍生物用于金屬離子的吸附研究非常活 躍，如殼聚糖和農業固體廢棄物等用于水體中金屬離子的吸附已有許多研究報 道。天然生物質材料及其改性衍生物作為處理重金屬污染的一項新技術與其他 同類技術相比具有以下優點；在低濃度下，金屬可以被選擇性的去除；可對特 定金屬進行選擇性去除；處理效率高，可有效地回收一些貴重金屬，投資小， 易于降解。而且其在處理重金屬污染和回收貴金屬方面有廣闊地前景，進行這 方面地研究，具有較好地經濟價值和社會效益。

我國金屬離子吸附樹脂的開發研究晚于發達國家。目前，國內金屬離子吸 附樹脂的生產還比較落后，生產規模小，沒有規模效益，產品內在性能上與國 外產品還存在很大的差距。目前國內外的研究以淀粉、纖維素、海藻酸鈉以及 甲殼素及其衍生物為主要研究方向。

淀粉系金屬離子吸附劑，用于處理廢水時，效果良好，但使用壽命短，且 制備工藝復雜，產品耐熱性差，易霉變；如纖維素系，由于纖維素結構上的特 殊性及水不溶性，使傳統加熱合成較為困難，且生成的高聚物性能不穩定，嚴 重影響了功能材料性能的發揮；合成樹脂類具有工藝簡單、防霉變、綜合吸水 性能優良等特點，但由于造價高、降解困難、耐鹽性差等因素逐漸被以天然多 羥基化合物與親水功能單體接枝共聚的產物所取代。所以開發低成本、耐鹽、 對環境適應能力強、壽命長，對金屬離子具有良好富集作用的樹脂是的熱點。

β-環糊精(β-CD)是直鏈淀粉在由芽孢桿菌產生的環糊精葡萄糖基轉移酶 作用下生成的，是由7個葡萄糖分子通過α-1，4-葡萄糖苷鍵形成的環狀低聚 糖，其最顯著的特征是具有一個環外親水，環內疏水且有一定尺寸的立體手性 空腔微環境。它的分子具有錐形筒狀結構，使它具有容納形狀和大小適合的其 它疏水性物質分子或基團嵌入空洞中，形成包絡物的特性。β-環糊精目前主 要限于有機物吸附、藥物緩釋、環境保護，美容化妝品等領域。環糊精高聚物 (Cyc10dextrinPolymer簡稱CDP)是含有多個環糊精單元的高分子量衍生物。這 種聚合物既保持了環糊精包結、緩釋、催化的能力，又兼有高聚物較好的機械 強度、較好的穩定性和化學可調性等。它分子表面分布眾多化學反應性相同的 羥基，絡合金屬離子的作用很強。β-環糊精及其衍生物作為金屬離子吸附劑 具有以下優點；可再生性及可生物降解性；具有大量活性羥基；可以選擇性的 包合一些物質并緩慢釋放。目前，以β-環糊精為原料制備金屬離子吸附樹脂 的研究報道甚少。

發明內容