[發明專利]聚吡咯改性的玉米芯復合吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410757383.7
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104383900A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 王威;陳煥;何皎潔;崔福義;姜秀;孫鳳蓮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種應用于水處理的吸附劑，具體涉及一種聚吡咯(PPy)改性的玉米芯復合吸附劑的制備方法。

背景技術

隨著近年來皮革、電鍍等工業的飛速發展，水體中重金屬污染問題日趨嚴重，嚴重威脅人類健康。當前，吸附技術是重金屬凈化手段中的應用較多的技術，但是相應吸附劑材料普遍存在制備投資大、成本高、回收再利用困難，易引起二次污染等“瓶頸”。因此，開發成本低廉、環境友好、可循環使用的新型吸附材料，對于水體中重金屬的去除具有重要的意義。

生物質材料玉米芯是一種農作物廢料，其主要成分是纖維素、半纖維素和木質素。纖維素屬于多羥基葡萄糖聚合物，分子內含有大量親水性的羥基官能團，使其具有一定的親和吸附性，并能夠為水體中重金屬離子的吸附去除提供豐富有效的活性位點。玉米芯具有天然的理想微納米結構，由層狀結構堆積成的孔結構，層厚約300nm，且具有輕質、高機械強度、大比表面積、耐高溫等優質性質。導電高分子，特別是聚吡咯(PPy)，其性質穩定，不溶于水，近年來在Cr(VI)吸附方面體現了重要應用。

發明內容

本發明的目的是針對傳統吸附劑吸附能力有限且缺乏再生能力的問題，而提供聚吡咯改性的玉米芯復合吸附劑的制備方法。

本發明聚吡咯改性的玉米芯復合吸附劑的制備方法按以下步驟實現：

一、用機械法將玉米芯取出，粉碎成塊狀玉米芯，然后依次用無水乙醇和去離子水對塊狀玉米芯進行清洗，再用鼓風干燥箱烘干，得到干燥玉米芯；

二、將吡咯單體溶解于去離子水中，磁力攪拌均勻，得到吡咯單體溶液；

三、將步驟一得到的干燥玉米芯置于步驟二的吡咯單體溶液中，磁力攪拌均勻，得到混合反應液；

四、將FeCl₃·6H₂O溶于去離子水中，攪拌5～10min，得到FeCl₃溶液，然后按FeCl₃·6H₂O與吡咯單體的摩爾比為1：1將FeCl₃溶液滴加到步驟三所得的混合反應液中，并保持攪拌，得到含有改性玉米芯塊體的反應液；

五、從步驟四所得的含有改性玉米芯塊體的反應液中分離出改性玉米芯塊體，然后依次用無水乙醇和去離子水清洗干凈，最后用鼓風干燥箱烘干，得到聚吡咯改性的玉米芯復合吸附劑。

本發明所選用的吸附材料玉米芯既具有宏觀顆粒的性質又具有微觀材料的結構，能夠克服以往宏觀吸附材料比表面積有限及納米材料成本高的缺點，用導電高分子聚吡咯(PPy)對天然玉米芯進行改性，能夠有選擇性的對重金屬進行吸附，有利于資源回收。

在玉米芯與吡咯單體的質量比為1:1，溫度25±1℃、轉速r＝150r/min，初始PH＝3.0、Cr(VI)的初始濃度C₀＝122.85mg/L的實驗條件下，該聚吡咯改性的玉米芯復合吸附劑與Cr(VI)溶液在恒溫空氣振蕩器中接觸反應24h。Cr(VI)的去除率可達到98.35％。顯示出本發明制備得到的吸附劑對水中Cr(VI)有良好的吸附去除作用。

附圖說明

圖1為原料天然玉米芯的形貌圖；

圖2為聚吡咯改性的玉米芯復合吸附劑的形貌圖；

圖3為玉米芯微觀結構的電子掃描顯微鏡圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式聚吡咯改性的玉米芯復合吸附劑的制備方法按以下步驟實施：

一、用機械法將玉米芯取出，粉碎成塊狀玉米芯，然后依次用無水乙醇和去離子水對塊狀玉米芯進行清洗，再用鼓風干燥箱烘干，得到干燥玉米芯；

二、將吡咯單體溶解于去離子水中，磁力攪拌均勻，得到吡咯單體溶液；

三、將步驟一得到的干燥玉米芯置于步驟二的吡咯單體溶液中，磁力攪拌均勻，得到混合反應液；

四、將FeCl₃·6H₂O溶于去離子水中，攪拌5～10min，得到FeCl₃溶液，然后按FeCl₃·6H₂O與吡咯單體的摩爾比為1：1將FeCl₃溶液滴加到步驟三所得的混合反應液中，并保持攪拌，得到含有改性玉米芯塊體的反應液；

五、從步驟四所得的含有改性玉米芯塊體的反應液中分離出改性玉米芯塊體，然后依次用無水乙醇和去離子水清洗干凈，最后用鼓風干燥箱烘干，得到聚吡咯改性的玉米芯復合吸附劑。