[發明專利]一種環氧化纖維?二氧化錳交聯海藻酸鈉微球吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710907480.3
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107754773A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 周玲玲
• 申請（專利權）人: 周玲玲
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明屬于吸附劑領域，具體涉及一種環氧化纖維-二氧化錳交聯海藻酸鈉微球吸附劑的制備方法。

背景技術

隨著現代工業化進程的加速重金屬污染問題越來越突出，已經成為危害人類身體健康的一個重大問題。在分離和富集有害重金屬離子的眾多方法中，吸附法是較為有效和廣泛使用的方法。與其他吸附材料相比，活性炭和商業離子交換樹脂已經越來越受到歡迎，和廣泛應用。但是，活性炭和商業離子交換樹脂材料昂貴，成本高。因此低成本的替代品已經成為這個領域研究的焦點。生物吸附劑或來源于生物材料的吸附，由于其可再生性，自然降解性，價格低廉，被認為是分離富集重金屬的新型材料。纖維素、殼聚糖等天然聚合物吸附材料，由于其具有生物降解性、經濟有效、吸附容量高和選擇性好等特點，且來源廣泛，價格低廉，環境友好等特點，在分離和富集有害重金屬離子方面得到了廣泛應用，近年來備受人們關注。

但就目前的吸附劑品種來說，仍然存在飽和吸附容量小從而導致處理能力較低、對不同金屬離子的選擇性吸附能力低、對重金屬離子濃度較低的廢水處理效果不理想、重金屬離子回收困難、再生效果不佳、存在二次污染、廢棄后生物降解能力差等不足。

王艷在《聚乙烯亞胺-陰離子纖維素基吸附材料制備與性能研究》一文中通過靜電自組裝制備了磁性聚乙烯亞胺一羧甲基纖維素吸附材料。首先通過靜電自組裝原理用羧甲基纖維素包埋Fe₃O₄粒子，再利用戊二醛交聯將聚乙烯亞胺組裝上去，制備的產物羧甲基纖維素表面具有氨基、羥基和羧基活性基團，粒徑為10-30nm，飽和磁化強度為55.20emu/g，但是對重金屬離子的吸附、絡合存在選擇性差、靈敏性低等缺點，對于微量級含量足以對人體產生傷害的Pb²⁺、Cr⁶⁺進行吸附后易脫落。

發明內容

本發明目的就是為了彌補吸附不徹底，且易產生二次污染的缺陷，提供一種環氧化纖維-二氧化錳交聯海藻酸鈉微球吸附劑的制備方法，該吸附劑工藝簡單、成本低廉，對重金屬離子選擇性高，穩定性好，吸附容量大的優點。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種環氧化纖維-二氧化錳交聯海藻酸鈉微球吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將5-10重量份纖維與100-110重量份水、5-10重量份環氧氯丙烷攪拌均勻后滴加10-15重量份氨水到溶液中，加入1-2重量份十二烷基三甲基氯化銨，加熱至60-70℃攪拌反應2-8小時后，再加入1-2重量份二氧化錳，升溫到50-60℃恒速攪拌8-12小時，制得環氧化纖維-二氧化錳溶液，待用；

（2）將步驟（1）所得的產物調節溶液的pH6-7，加入5-8重量份煮繭廢水和5-10重量份海藻酸鈉，55-70℃攪拌加熱40-60分鐘后，加入15-20重量份聚乙烯亞胺，5-10重量份聚乙烯醇攪拌均勻加入2-5重量份N,N′-亞甲基雙丙烯酰，恒速攪拌8-12小時后，冷卻，待用；

（3）將混合物料置于磁力攪拌器上，室溫下加入5-10重量份粘土攪拌反應40-50分鐘，再加入50-65重量份液體狀的石蠟攪拌5-20分鐘后，升高溫度至50-55℃滴加乳化劑0.05-0.2重量份span-80，攪拌下保溫乳化5-15分鐘，待用；

（4）將步驟（3）的物料置于超聲波清洗器中分散、成型后，再進行過濾、洗滌，干燥后既得所述環氧化纖維-二氧化錳交聯海藻酸鈉微球吸附劑。

所述步驟（1）中的纖維來源為城市固體垃圾、甘蔗渣、廢紙、日用棉纖中的一種或幾種。

所述的步驟（2）中調節pH是使用鹽酸進行調節。

所述步驟（3）中乳化劑為span-80。

所述步驟（4）洗滌為依次用甲醇、丙酮進行洗滌。

本發明的優點是：

（1）本發明首先利用環氧氯丙烷處理纖維進行環氧化后滴加氨水共混進行活化纖維，之后加入二氧化錳化學接枝法進行接枝制得環氧化纖維-二氧化錳，這使纖維具有較大的化學穩定性和生物相容性，并增強了抵抗酸、堿和有機溶劑的能力及其吸附能力，再加入煮繭廢水反應后，利用N,N′-亞甲基雙丙烯酰交聯并組裝聚乙烯亞胺和聚乙烯醇，煮繭廢水內含有大量的蛋白質與二氧化錳產生螯合交聯，加入的海藻酸鈉與加入的粘土中的鈣離子生成不溶性的海藻酸鹽，環氧化纖維與聚乙烯亞胺之間交聯、環氧化纖維與聚乙烯醇之間交聯產生協同作用使制備的材料形成穩定的體系，二氧化錳可以捕捉重金屬離子，以及交聯纖維與螯合蛋白質對金屬離子吸附并產生絡合作用的特性。