[發(fā)明專利]一種膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子氟化物吸附劑的合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410032680.5
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103769061A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王學川;張斐斐;強濤濤
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含氟廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子氟化物吸附劑的合成方法。

背景技術(shù)

氟離子廣泛存在于地球的水體中，環(huán)境中氟化物污染的主要來源是鋼鐵、制鋁、化學、磷肥、玻璃、陶瓷、氟化工，磚瓦等工業(yè)和燃煤過程中排放出含氟“三廢”。工業(yè)過程中排放的含氟“三廢”主要是使用冰晶石（Na₃AlF₆）、螢石（CaF₂）、磷礦石（3Ca（PO₄）₂CaF₂）和HF的企業(yè)排放。近年來，地下水氟污染已經(jīng)逐漸成為世界性問題而引起關(guān)注。世界上多個國家和地區(qū)飲用水中氟化物的含量都超過世界衛(wèi)生組織規(guī)定的標準，氟離子對人的牙齒、骨骼、嬰兒的大腦產(chǎn)生嚴重的危害，嚴重威脅到動植物以及人類的健康。部分城區(qū)較大區(qū)域地下水中氟元素含量超標，即超過國家飲用水衛(wèi)生標準0.5～1.0mg/L，有些區(qū)域甚至超過標準上限的1.5～2.5倍，成為高氟地下水。長期飲用高氟水，會造成地方性氟中毒，輕者引起氟斑齒病，重者引起骨質(zhì)變形，并誘發(fā)其它病變，對城市居民的身體健康造成極大的危害。因此，尋找高效快速的氟化物處理方法顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子氟化物吸附劑的合成方法，該方法制得的膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子氟化物吸附劑能夠克服現(xiàn)有技術(shù)存在的吸附劑用量大、吸附不徹底，且易產(chǎn)生二次污染的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

1）負載超支化聚酯膠原蛋白的合成

1.1）將端羥基超支化聚酯溶于親水性有機溶劑中，再向其中加入交聯(lián)劑，其中，端羥基超支化聚酯表面羥基與交聯(lián)劑的摩爾比為（8～32）:1；調(diào)節(jié)pH至4.5～10，然后在30～50℃下反應(yīng)1.5～3h；

1.2）反應(yīng)完后用去離子水沖洗，直至清洗液中無交聯(lián)劑檢出，得到經(jīng)交聯(lián)劑活化后的端羥基超支化聚酯；

1.3）將用親水性有機溶劑沖洗干凈的膠原蛋白加入到親水性有機溶劑的水溶液中，配制膠原蛋白懸浮液，其中，膠原蛋白表面氨基與交聯(lián)劑的摩爾比為（0.8～1.2）:1；再將經(jīng)交聯(lián)劑活化后的端羥基超支化聚酯加入到膠原蛋白懸浮液中，在40～60℃的密封條件下反應(yīng)15～24h，再將得到的產(chǎn)品用去離子水清洗，洗去游離的活化超支化聚酯，得到負載超支化聚酯膠原蛋白；

2）膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子的合成

將步驟1）得到的負載超支化聚酯膠原蛋白加入到金屬離子溶液中，其中，負載超支化聚酯膠原蛋白表面羥基與金屬離子的摩爾比為1：（0.9～1.2）；再將溶液的pH調(diào)節(jié)至3～6.5，并在25～40℃下振蕩2～8h，取出過濾，制得膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子氟化物吸附劑。

所述的步驟1.1）中，端羥基超支化聚酯為Boltorn?H20、Boltorn?H30或Boltorn?H40。

所述的步驟1.1）中，交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷、二乙烯基砜或N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺。

所述的步驟1.1）中，調(diào)節(jié)pH值是通過滴加1mol/L的NaOH溶液或滴加0.5mol/L的HCl溶液進行調(diào)節(jié)的。

所述的步驟1.1）中，親水性有機溶劑為丙酮、二氧六環(huán)、二甲基亞砜或N，N-二甲基甲酰胺。

所述的步驟1.3）中，干凈的膠原蛋白是分別用質(zhì)量濃度為10%、30%以及50%的親水性有機溶劑水溶液清洗的，每次清洗后用真空抽干清洗液。

所述的步驟2）中，金屬離子溶液為硫酸鋁溶液、硫酸鐵溶液或硫酸鋅溶液。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明首先利用超支化聚酯在交聯(lián)劑的作用下對膠原蛋白進行改性，制得負載超支化聚酯膠原蛋白。采用這種方法能夠顯著增加膠原蛋白表面羥基活性官能團含量；在負載超支化聚酯膠原蛋白的基礎(chǔ)上對其進行絡(luò)合金屬離子改性，得到膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子。采用這種方法制備的膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子能夠顯著提高該吸附劑的正電性，從而提高其對水中氟陰離子的吸附性能；因此，制得的膠原蛋白負載超支化聚酯/金屬離子吸附劑對水中氟化物吸附選擇性高，處理效率高，易于工業(yè)化生產(chǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的吸附劑用量大、吸附不徹底的問題。