[發(fā)明專利]膠原纖維氨基化改性吸附劑及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210069720.4
• 申請(qǐng)日: 2012-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN102580684A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 步巧巧;王學(xué)川;羅敏;強(qiáng)濤濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明屬于化學(xué)吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膠原纖維氨基化改性吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

印染工藝中使用的染料具有毒性大、難生物降解的特點(diǎn)，因此染料廢水脫色一直是印染和環(huán)保行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。吸附法被認(rèn)為是處理低濃度廢水的有效手段。目前人們常借助活性碳和樹脂的吸附作用來(lái)去除廢水中的染料，但是富集在活性碳和樹脂上的染料難以生物降解，利用高溫?zé)峤狻⑷軇┤芙夂统暡ǚ纸獾确椒ㄔ偕絼植煌潭鹊卮嬖谙疵摾щy、吸附劑損失和能耗高等問(wèn)題；而且如何處理濃縮了染料的洗脫廢液和失效吸附劑殘?jiān)彩怯写鉀Q的問(wèn)題。采用活性碳或樹脂吸附染料，不但成本高而且未能完全實(shí)現(xiàn)染料廢水的無(wú)害化處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能有效吸附印染廢水中染料分子的、無(wú)毒無(wú)害的膠原纖維氨基化改性吸附劑及其制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種膠原纖維氨基化改性吸附劑，其特征在于：

具有如下的分子結(jié)構(gòu)：

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其中，改性后的接枝部分含有氨基活性基團(tuán)和三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)。

一種膠原纖維氨基化改性吸附劑的制備方法，其特征在于：

由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一：在冰水浴的條件下，將膠原纖維分散于水中；另將三聚氰氯與丙酮按1:10～25的摩爾比進(jìn)行混合，并將該混合液與膠原纖維混合，其中三聚氰氯為膠原纖維質(zhì)量的40%～80%，在0℃下攪拌反應(yīng)1～6小時(shí)；再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的縛酸劑溶液，縛酸劑與三聚氰氯的摩爾比為0.8～1.5:1，過(guò)濾，經(jīng)丙酮和蒸餾水洗滌；

步驟二：在步驟一得到的混合物中加入乙二胺和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的縛酸劑溶液，其中乙二胺與三聚氰氯的摩爾比為2.0～3.5:1，縛酸劑與乙二胺的摩爾比為0.8～1.5:1，在20～40℃下攪拌反應(yīng)1～6小時(shí)，再在50～100℃下攪拌反應(yīng)1～6小時(shí)；或者直接用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的縛酸劑溶液不斷調(diào)節(jié)反應(yīng)pH至7.0左右；

步驟三：產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，再用蒸餾水洗滌，真空干燥，得到膠原纖維氨基化改性吸附劑。

所述的步驟一中的膠原纖維是指從廢革屑中提取的膠原纖維。

所述的步驟一中的縛酸劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的氫氧化鈉溶液、碳酸氫鈉溶液或者碳酸鈉溶液。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明所涉及的膠原纖維氨基化改性吸附劑是以膠原纖維為基材制得的一種生物質(zhì)材料，具有生物降解好、原料無(wú)毒性或低毒性、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，相對(duì)分子質(zhì)量分布范圍廣、活性基團(tuán)多；由廢革屑中提取的膠原纖維來(lái)源廣泛，可生物降解，成本低廉，同時(shí)具有物理與化學(xué)吸附作用；相對(duì)分子質(zhì)量高，從而反應(yīng)用料較少。如0.1g的氨基化膠原纖維吸附劑處理0.1mol/L的酸性黑NT染液，染料去除率高達(dá)90%。

附圖說(shuō)明

????圖1為膠原纖維氨基化改性吸附劑的分子結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

研究發(fā)現(xiàn)，微生物能有效降解富集在生物質(zhì)上的染料，從根本上減少染料對(duì)環(huán)境的污染，并且生物質(zhì)一般具有價(jià)廉易得，安全無(wú)毒，可完全生物降解等特點(diǎn)，因此開發(fā)生物質(zhì)吸附劑成為染料廢水治理的研究熱點(diǎn)之一。皮膠原纖維為白色短纖維狀固體，屬于一種結(jié)構(gòu)性蛋白質(zhì)，具有親水而不溶于水的特點(diǎn)，在水中溶脹后呈分散狀態(tài)，是一種潛在的生物質(zhì)吸附材料。

本發(fā)明利用固相合成法和親核取代反應(yīng)，對(duì)膠原纖維進(jìn)行氨基化改性，即在冰水浴中將膠原纖維分散于水，與三聚氰氯和丙酮混合，攪拌反應(yīng)后再加入縛酸劑，過(guò)濾洗滌；再加入乙二胺和縛酸劑，攪拌反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾干燥得到產(chǎn)物。其中，膠原纖維是從廢革屑中提取得到的。通過(guò)以下實(shí)施例可描述本發(fā)明所述的膠原纖維氨基化改性吸附劑的制備方法：

實(shí)施例一：

步驟一：在冰水浴的條件下，將膠原纖維分散于水中；另將三聚氰氯與丙酮按1:10的摩爾比進(jìn)行混合，并將該混合液與膠原纖維混合，其中三聚氰氯為膠原纖維質(zhì)量的40%，在0℃下攪拌反應(yīng)1小時(shí)；再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉與三聚氰氯的摩爾比為0.8:1，過(guò)濾，經(jīng)丙酮和蒸餾水洗滌；

步驟二：在步驟一得到的混合物中加入乙二胺和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的氫氧化鈉溶液，其中乙二胺與三聚氰氯的摩爾比為2.0:1，氫氧化鈉與乙二胺的摩爾比為0.8:1，在20℃下攪拌反應(yīng)6小時(shí)，再在50℃下攪拌反應(yīng)6小時(shí)；

步驟三：產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，再用蒸餾水洗滌，真空干燥，得到膠原纖維氨基化改性吸附劑。