[發(fā)明專利]一種改性花生殼陽離子型吸附劑、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210006309.2
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102553538A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳敏;張猛;許醒;岳欽艷;高寶玉;李小明
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性花生殼陽離子型吸附劑、制備方法及應(yīng)用，屬于環(huán)境和化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

花生殼是常見的農(nóng)作物廢物，我國花生殼每年產(chǎn)生量約4.5×10⁴t，約占到世界總產(chǎn)量的1/3?；ㄉ鷼さ膽?yīng)用主要是作為飼料、造紙原料及直接燃燒等等，然而大部分的花生殼沒有得到有效的利用。類似花生殼的其它農(nóng)作物廢物有報道用于吸附劑研究的，如麥秸稈、稻殼、鋸末、玉米秸稈、椰子殼、甘蔗渣等。CN1876227A(CN200510040485.8)公開了一種利用秸稈制備陽離子型吸附劑的方法，將粉碎后的秸稈加入溶有檸檬酸的非水溶劑中，回流的時間不小于12小時，過濾，再用蒸餾水洗滌至pH值為中性，烘干至含水量小于5％得陽離子吸附劑。其反應(yīng)工藝復(fù)雜，改性添加劑的量大，成本較高。CN101890339A(CN201010243990.3)公開了一種用芭蕉芋渣制備陽離子吸附劑的方法，將堿液噴入芭蕉芋渣中，攪拌，再將環(huán)氧丙基三甲基氯化銨加入到芭蕉芋渣中，攪拌10～30min，放入烘箱進(jìn)行反應(yīng)，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至中性，過濾，洗滌，真空干燥得到淺黃色粉末，即為陽離子芭蕉芋渣生物吸附劑。該方法所用原料的量有限，難于收集，難于實際應(yīng)用。

花生殼作為吸附劑因吸附量較低，使其實際應(yīng)用受到限制?；ㄉ鷼ぶ饕衫w維素(45.3％)、木質(zhì)素(32.8％)和半纖維素(8.1％)組成，這些組分中包含各種活性基團(tuán)，易進(jìn)行化學(xué)改性。目前對于改性花生殼陽離子型吸附劑去除Cr(VI)離子的技術(shù)未見報道。陽離子型吸附劑可用于吸附廢水中存在的陰離子。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了開辟農(nóng)作物廢物花生殼的資源再利用，本發(fā)明提供一種改性花生殼陽離子型吸附劑、其制備方法及應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種改性花生殼陽離子型吸附劑，是以花生殼為原料、環(huán)氧氯丙烷為醚化劑、N，N-二甲基甲酰胺為溶劑、三乙烯四胺為交聯(lián)劑并作為引入基團(tuán)物質(zhì)在80～85℃恒溫水浴條件下攪拌反應(yīng)制得；其外觀呈粉末狀，棕黃色，Zeta電位在31-52mv之間；所述改性花生殼陽離子型吸附劑的纖維素骨架通式如下：

本發(fā)明的改性花生殼陽離子型吸附劑對以陰離子形式存在的Cr(VI)離子具有較高的吸附量，在55℃時吸附容量大于250mg/g。

本發(fā)明的改性花生殼陽離子型吸附劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)將花生殼粉碎成粉末，加入環(huán)氧氯丙烷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，于80～85℃恒溫水浴鍋中攪拌50～70min。

所述花生殼與環(huán)氧氯丙烷的質(zhì)量體積比為4∶10～15，單位g/ml；N，N-二甲基甲酰胺的用量與環(huán)氧氯丙烷的體積比為1∶1～1.5。

(2)向步驟(1)的反應(yīng)物中滴加入三乙烯四胺，花生殼與三乙烯四胺質(zhì)量體積比為1∶1～1.5，單位g/ml；繼續(xù)于80～85℃恒溫水浴鍋中攪拌50～70min，得固體產(chǎn)物。

(3)將步驟(2)所得固體產(chǎn)物用去離子水抽濾清洗，于100～105℃烘干4～小時，粉碎，得改性花生殼陽離子型吸附劑。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述花生殼粉末粒徑≤1mm。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(3)中所述的粉碎是將烘干后的產(chǎn)物研磨至粒徑≤1mm。

本發(fā)明的改性花生殼陽離子型吸附劑的應(yīng)用，用于廢水中陰離子的吸附去除。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述改性花生殼陽離子型吸附劑用于廢水中Cr(VI)的去除。方法如下：在室溫振蕩條件下，投入本發(fā)明的改性花生殼陽離子型吸附劑。投加量為每升廢水中使吸附劑含量0.5～1g，攪拌反應(yīng)100～120min，振蕩速率為100～120r/min，Cr(VI)離子去除率大于95％。

本發(fā)明改性花生殼陽離子型吸附劑去除Cr(VI)的pH條件在1.0～6.0之間均可，即含陰離子Cr(VI)廢水溶液pH自然條件即可應(yīng)用。

本發(fā)明改性花生殼陽離子型吸附劑可再生，將改性花生殼陽離子型吸附劑經(jīng)0.1mol/LHCl溶液解析后，測得其再生吸附效率為82.6％，具有很好的再生效率。

吸附飽和后的吸附劑也可直接焚燒處置，不必再生，節(jié)省再生成本。