[發(fā)明專利]一種具有寬pH使用范圍的重金屬離子吸附纖維的制備及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310586459.X
• 申請(qǐng)日: 2013-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103551129A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏俊富;李永花;孔志云;趙孔銀;劉娜娜;張?jiān)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;B01J20/28;B01J39/20;B01J39/18;C02F1/42;C02F1/62;D06M14/28;D06M14/30;D06M13/368;G01N33/44;G01N33/00
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1.一種具有寬pH使用范圍的重金屬離子吸附纖維的制備及應(yīng)用，其特征是與現(xiàn)有的離子交換樹(shù)脂相比，該纖維吸附重金屬離子時(shí)，pH幾乎對(duì)吸附無(wú)影響，即pH的使用范圍較寬；其吸附速度快，在3min之內(nèi)即可達(dá)到吸附平衡；纖維可以做成各種形狀，使用方便，便于回收利用，故在處理金屬冶煉和石油化工廢水中具有廣泛的應(yīng)用前景，尤其適用于開(kāi)闊水域重金屬離子的吸附。

2.一種具有寬pH使用范圍的重金屬離子吸附纖維的制備及應(yīng)用，其特征是首先接枝含雙鍵的羧酸單體，得到具有反應(yīng)活性的中間體纖維，便于后續(xù)將5-氨基水楊酸修飾在纖維上；選用5-氨基水楊酸作為修飾分子，5-氨基水楊酸的苯環(huán)上同時(shí)具有羧基、酚羥基和氨基，酚羥基和羧基位于苯環(huán)的鄰位上，二者具有協(xié)同作用，易與金屬離子形成螯合物。

3.一種具有寬pH使用范圍的重金屬離子吸附纖維的制備，其特征包括以下步驟：

a)高能電子束輻照接枝含雙鍵的羧酸

將纖維基材放入體積百分?jǐn)?shù)為5％～60％的單體水溶液中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2％～3.5％的阻聚劑硫酸亞鐵銨，體積分?jǐn)?shù)為0.1％～2.0％的濃硫酸作催化劑，溶劑是乙醇和水的混合物，體積比為1：8～1：2，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，按10～120KGy的輻照劑量，用高能電子束輻照接枝，取出洗凈，得到接枝羧酸的纖維基材；

b)水楊酸修飾制備重金屬離子吸附纖維

用0.5～3mol/l的氫氧化鈉溶液將不同質(zhì)量的5-氨基水楊酸溶解，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)控制在1％～30％，然后按1：30～1：80的固液比，將上述接枝羧酸的纖維基材投入到溶解了5-氨基水楊酸的氫氧化鈉溶液中，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)，于60～150℃下加熱2～10h，取出洗凈，得到5-氨基水楊酸修飾的重金屬離子吸附纖維。

4.一種具有寬pH使用范圍的重金屬離子吸附纖維的應(yīng)用，其特征包括以下步驟：

a)靜態(tài)吸附性能測(cè)試

用上述制備的重金屬離子吸附纖維，在pH為1～12的條件下，對(duì)0.01～1000mg/l的重金屬離子進(jìn)行靜態(tài)吸附，每隔一定時(shí)間取樣用重金屬檢測(cè)儀測(cè)定溶液中殘余重金屬離子的含量，計(jì)算去除率及平衡吸附量；

b)動(dòng)態(tài)吸附性能測(cè)試

在pH為1～12的條件下，用內(nèi)部填充上述重金屬離子吸附纖維的離子交換柱對(duì)0.01～1000mg/l的重金屬離子進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附，通過(guò)離子交換柱的溶液體積為25～200ml，流速控制在2～10BV/min，用重金屬檢測(cè)儀每隔一段時(shí)間測(cè)定流出液中殘余重金屬離子的濃度，并計(jì)算吸附率。

5.如權(quán)利要求3所述的一種具有寬pH使用范圍的重金屬離子吸附纖維的制備及應(yīng)用，其特征在于所述的纖維基材為短纖維、中空纖維、長(zhǎng)絲或納米纖維，材質(zhì)為聚丙烯、聚四氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯。

6.如權(quán)利要求3所述的一種具有寬pH使用范圍的重金屬離子吸附纖維的制備及應(yīng)用，特征在于所述的含雙鍵的羧酸單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸酐。

7.如權(quán)利要求1～4所述的一種具有寬pH使用范圍的重金屬離子吸附纖維的制備及應(yīng)用，特征在于所述的重金屬離子為Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)。