[發(fā)明專(zhuān)利]一種改性殼聚糖/沸石/納米鋯吸附劑的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710034978.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106622162B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郜玉楠;王靜;孫美喬;周歷濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)建筑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/24
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/16
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 戴鳳儀

本發(fā)明屬于水處理藥劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性殼聚糖/沸石/納米鋯吸附劑的制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明吸附劑的制備是首先配制殼聚糖醋酸溶液和形成Y型沸石/納米ZrO₂混合物，將混合物加入到殼聚糖醋酸溶液中，于50?55℃干燥箱內(nèi)加熱5?5.5h，形成改性殼聚糖/沸石/納米鋯混合物，將改性殼聚糖/沸石/納米鋯混合物加入到戊二醛溶液中，得到反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌干燥后得到改性殼聚糖/沸石/納米鋯吸附劑。本發(fā)明彌補(bǔ)了目前水廠使用的常規(guī)水處理藥劑對(duì)超標(biāo)硝酸鹽、氨氮原水處理效果差的缺陷，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，投加方便，可回收利用，受環(huán)境因素影響小，無(wú)需新增水處理構(gòu)筑物，節(jié)約成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理藥劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性殼聚糖/沸石/納米鋯吸附劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

由于農(nóng)業(yè)面源污染和工業(yè)污染，導(dǎo)致我國(guó)大部分地區(qū)地表水和地下水中含有硝酸鹽和氨氮等污染物，根據(jù)《全國(guó)城市飲用水安全保障規(guī)劃（2006-2020年）》數(shù)據(jù)，全國(guó)近20%的城市集中式地下水水源水質(zhì)劣于III類(lèi)，而硝酸鹽、氨氮污染是主要的問(wèn)題。尤其我國(guó)農(nóng)村大部分地區(qū)的主要飲用水水源是地下水，而地下水中含有硝酸鹽、氨氮污染對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生較大的危害，硝酸鹽通過(guò)破壞細(xì)胞和組織的呼吸，導(dǎo)致血液中乳酸、膽固醇和白血球增加，蛋白質(zhì)大量減少，從而引起多種疾病，而水中氨氮會(huì)在處理過(guò)程中容易產(chǎn)生亞硝酸鹽氮，而亞硝酸鹽氮會(huì)和人體的蛋白質(zhì)產(chǎn)生致癌的亞硝胺，長(zhǎng)期飲用亞硝酸鹽氮的水對(duì)人體危害極大。我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）對(duì)硝酸鹽、氨氮提出了較嚴(yán)格的要求，分別規(guī)定了以地表水為水源的硝酸鹽限值是10mg/L、以地下水為水源的硝酸鹽限值是20mg/L、氨氮的限值為0.5mg/L，而我國(guó)凈水廠普遍采用常規(guī)工藝，即 “混凝-沉淀-過(guò)濾-消毒”，該工藝對(duì)于硝酸鹽、氨氮的去除能力較差。目前，硝酸鹽、氨氮污染處理技術(shù)主要包括離子交換法、電滲析法、化學(xué)氧化法、生物法等，但是這些方法成本較高、受環(huán)境因素影響較大、并且易于產(chǎn)生二次污染物，因此不適宜飲用水處理技術(shù)的應(yīng)用。

殼聚糖（CTS）是一種陽(yáng)離子多糖，廣泛存在于甲殼類(lèi)動(dòng)物中，由于其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的氨基和羥基等活性基團(tuán)，性質(zhì)較活潑，可修飾、活化和偶聯(lián)，因此可以發(fā)生多種化學(xué)改性，可通過(guò)酰化作用、N-烷基化作用、Schiff堿化作用、季銨鹽化作用生成殼聚糖的多種衍生物，并且能與磁性材料、納米材料、微生物、混凝劑等耦合形成多功能復(fù)合材料，在水處理尤其是飲用水處理領(lǐng)域有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)水中存在硝酸鹽、氨氮等污染問(wèn)題，本發(fā)明提供一種改性殼聚糖/沸石/納米鋯吸附劑的制備方法及應(yīng)用，目的是解決的現(xiàn)有常規(guī)處理工藝對(duì)水中硝酸鹽、氨氮去除能力較差的問(wèn)題。

本發(fā)明的改性殼聚糖/沸石/納米鋯吸附劑的制備方法按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將殼聚糖加入到體積分?jǐn)?shù)為0.8%~1.2%的醋酸溶液中，配制成重量分?jǐn)?shù)1.8%~2.2%的殼聚糖醋酸溶液；

（2）將Y型沸石與納米ZrO₂按照質(zhì)量比 (2-3):1混合，形成Y型沸石/ 納米ZrO₂混合物；

（3）將步驟（2）中的混合物加入到步驟（1）中的殼聚糖醋酸溶液中，體積比例為1:（3-5），混合后置于50-55℃干燥箱內(nèi)加熱5-5.5h，形成改性殼聚糖/沸石/納米鋯混合物；

（4）將步驟（3）中所得到的改性殼聚糖/沸石/納米鋯混合物，加入到體積分?jǐn)?shù)為24.8%~25.2%的戊二醛溶液中，于58℃~62℃攪拌1h，得到反應(yīng)產(chǎn)物；

（5）用去離子水沖洗步驟（4）的反應(yīng)產(chǎn)物至洗液為中性，再在58℃~62℃的干燥箱內(nèi)干燥12h，將干燥產(chǎn)物粉碎，得到改性殼聚糖/沸石/納米鋯吸附劑。

其中，所述的殼聚糖脫乙酰度≥85%。

本發(fā)明的改性殼聚糖/沸石/納米鋯吸附劑的應(yīng)用按照以下步驟進(jìn)行：