[發明專利]一種吸附重金屬和陰離子的具多元官能團抗菌性沼渣吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201711483524.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108160044A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 高寶玉;宋雯;潘靜文;張元成;于萌萌
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發明涉及一種吸附重金屬和陰離子的具多元官能團抗菌性沼渣吸附劑的制備方法，該方法以農作物秸稈燃料化生成的沼渣、環氧氯丙烷為主要原料，以乙二胺、三乙胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或二乙氨基丙胺為交聯劑，在N,N?二甲基甲酰胺介質存在條件下制得，本發明所制備的新型沼渣基多元官能團抗菌性吸附劑，具有生產工藝簡單、成本低廉、易于改性、機械強度大、使用范圍廣、吸附效果好、抗菌性強、二次污染小、吸附量大，特別對銅離子、鎳離子、硝酸根、磷酸根、重鉻酸根、陰離子染料離子具有高吸附量，化學官能團附著均勻，比表面積大，附著力強。可廣泛應用于各種含多種重金屬離子和陰離子的污染水體，如工業廢水、富營養化水體、含鉻廢水、印染廢水或其它污染水體。

技術領域

本發明涉及一種吸附重金屬和陰離子的具多元官能團抗菌性沼渣吸附劑的制備方法，屬于廢物資源化利用及環境與化學技術領域。

背景技術

我國作為農業大國，據統計，在我國可用生物質資源中農作物秸稈約占52.85％，畜禽糞便約占20.22％，這使得農作物秸稈成為我國生物質資源的主力。針對目前國內外對生物質能源開發利用的迫切需求，有企業和項目以生物質秸稈為原料，通過厭氧發酵技術生產生物質燃氣，用提純的沼氣替代石油燃料，大大降低了對不可再生能源的消耗，有利于緩解我國能源緊張狀況和促進農業的可持續發展。但針對其產生的燃料化沼渣的處理處置，我國目前尚處于起步階段。秸稈燃料化沼渣的主要成分為木質素、纖維素和半纖維素，三者總和占原料干物質總量的60％～80％。這三種主要組分都是天然的高分子物質，具有多種功能基與復雜的鍵連接方式。例如其擁有較多的羥基基團，其可通過鰲和作用去除水中多種中重金屬離子，此外，羥基基團也可以應用于聚合或縮聚等合成反應的活性基團，因此生物質秸稈可以廣泛應用于各種有機產品的合成。

目前，由于工業的快速發展，我國水資源受到了不同程度的污染，且有不斷加劇的趨勢，大量工業和生活污水的排放，成為主要點源污染來源，嚴重污染了江河、湖泊和沿海海域的水質。如何高效、低成本的去除水中的污染物，解決水體污染，已成為當前研究工作的重點。如何將秸稈燃料化沼渣綜合利用起來對解決我國環境污染、回收重金屬資源、開發新能源、治理水污染等具有重大意義。

在為數眾多的吸附劑應用實施中，目前的吸附劑只是單一的去除重金屬或陰離子，關于一種能同時去除重金屬和陰離子，同時還具有抗菌性的吸附劑還未有文獻公開報道。

發明內容

為了使來源廣泛、成本低廉的農作物秸稈沼渣得到高值化利用，減輕環保壓力，實現廢物資源化，本發明提供一種吸附重金屬和陰離子的具多元官能團抗菌性沼渣吸附劑的制備方法。

原料說明：

秸稈沼渣：本發明采用的原料為干燥后的秸稈沼渣，其纖維素含量為10-50％，半纖維素含量為2-40％，木質素含量為2-50％，其余為蛋白質及灰分。

本發明的技術方案如下：

一種吸附重金屬和陰離子的具多元官能團抗菌性沼渣吸附劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)將干燥粉碎后的秸稈沼渣，與環氧氯丙烷按質量體積比＝1:1～20的比例混合，單位：g/mL；置于容器中，攪拌加入反應介質N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，在50～150℃下攪拌反應30～150min；DMF與環氧氯丙烷的體積比為1:0.1～10；

(2)向步驟(1)反應后的混合物中，按秸稈沼渣：交聯固化劑質量體積比為1:0.05～5比例將交聯固化劑加入反應后的混合物中繼續反應30～120min，單位：g/mL；溫度恒定控制在20～120℃；反應結束后，將產物取出用去離子水洗滌，抽濾、干燥，過篩分級；

(3)步驟(2)反應結束后，將所制得的固體產物用質量濃度10％-50％的乙醇浸泡1-24h后用去離子水洗滌，干燥，過篩分級，得吸附重金屬和陰離子的具多元官能團抗菌性沼渣吸附劑。

根據本發明優選的，上述制備方法中：