[發明專利]重金屬離子生物吸附劑的制備方法

無效

• 申請號: 201410395844.0
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104190369A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王廷春;董平軍;唐晨飛;陳亮;林輝
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 張惠明

技術領域

本發明涉及一種重金屬離子生物吸附劑的制備方法。

背景技術

水中重金屬污染是當今社會普遍關注的問題，它不僅嚴重影響人們的健康，而且對動植物和微生物也存在著嚴重潛在的生態威脅。大部分重金屬如鉛、鎘、錳、銅、汞等并非生命活動所必需，但是低劑量的這些污染物，就能夠使機體代謝發生紊亂，誘發疾病，甚至死亡。隨廢水排出的重金屬離子，即使濃度小，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝的體表吸附，參與到食物鏈中，當富集到較高濃度時，會對人們的健康造成嚴重的危害。

化學沉淀、蒸餾、電鍍、離子交換和膜分離等技術已經被用來清除和回收廢水中的金屬離子，但是普遍存在二次污染，當廢水中的重金屬離子濃度較低時，這些技術去除效率低下或者運行成本較高。

目前生物吸附是一種新興的重金屬離子去除技術，越來越受到人們的關注，生物吸附就是通過生物體及其衍生物對水中重金屬離子的吸附，達到去除重金屬離子的目的。能夠吸附重金屬離子及其它污染物的生物材料稱為生物吸附劑。生物吸附為廢水中重金屬離子的去除提供了一種經濟可行的技術，它的原料來源廣泛且廉價，可達到理想的處理效果，生物吸附技術在工業上應用于廢水中重金屬離子的凈化具有廣闊的發展前景。

CN201110127112.X公開了一種用于重金屬廢水處理的生物質吸附劑及重金屬廢水處理方法，所述生物質吸附劑由長蒴黃麻脫水干燥然后磨成粉末而制成。所述重金屬廢水進行處理的方法，是將所述吸附劑撒入重金屬廢水中，然后震蕩重金屬廢水。

殼聚糖具有一系列優異的特性，包括：親水性、生物相容性、無毒等，是一種具有廣泛應用價值的功能性高分子生物材料。此外，殼聚糖分子中含有活性氨基，可進行許多化學反應，形成多種衍生物。更為重要的是，氨基可以與金屬離子形成配位作用而使金屬離子直接固定在殼聚糖材料上。為克服殼聚糖酸溶、機械強度差的缺點，制備無機材料支載型殼聚糖有機-無機復合的生物吸附劑用于廢水重金屬離子的去除是人們研究的熱點。

硅膠是一種典型的無機材料，具有比表面積大、機械強度高等優點。制備硅膠支載殼聚糖型材料可將硅膠高的機械強度與殼聚糖的功能性有效結合起來。

針對于此，提出了一種重金屬離子生物吸附劑的制備方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在二次污染、去除效率低、操作難度大和成本高的問題，提供一種新的重金屬離子生物吸附劑的制備方法。該方法用于含低濃度重金屬廢水的處理中，具有不存在二次污染、去除效率高、操作難度小和成本低的優點。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：一種重金屬離子生物吸附劑的制備方法，在醋酸溶液中加入殼聚糖，攪拌以將殼聚糖溶解，得到殼聚糖溶液，然后在所述殼聚糖溶液中加入GPTMS，經攪拌、超聲后，加入活化過的硅膠并攪拌，進行溶膠-凝膠化過程，得到支載殼聚糖的硅膠，將所述支載殼聚糖的硅膠浸入堿性溶液中進行氨化培養，從所述堿性溶液中分離出來經氨化培養過的支載殼聚糖的硅膠，用水沖洗至中性，然后在真空環境中晾干，得到重金屬離子生物吸附劑。

上述技術方案中，優選地，所述硅膠為球形，在80～150℃下活化0.2～2h，得到活性過的硅膠。

上述技術方案中，優選地，殼聚糖與醋酸溶液的重量比為1:99～3:100。

上述技術方案中，優選地，所述GPTMS與殼聚糖溶液的重量比為0.5:100～1.5:100。

上述技術方案中，優選地，在所述殼聚糖溶液中加入GPTMS，經攪拌0.2～2h、超聲0.2～2h后，然后將活化過的硅膠按照與殼聚糖溶液的重量比為1:2.1～1:1.8加入，攪拌均勻后，10～25℃下在培養皿中6～14h，實現溶膠-凝膠化過程。

上述技術方案中，優選地，所述堿性溶液為NaOH溶液，pH為13.0～13.8，支載殼聚糖的硅膠與NaOH溶液的重量比為1:4～1:2。

上述技術方案中，優選地，將支載殼聚糖的球形硅膠浸入NaOH溶液中進行氨化培養，靜置10～25h，從氫氧化鈉溶液中分離出來經氨化培養過的支載殼聚糖的硅膠后，用二次去離子水沖洗至中性，在真空環境中晾干，真空度為-0.09MPa～-0.1MPa。

本發明所述的GPTMS為γ-環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，其分子式為：