[發明專利]一種馬來酸酐修飾水熱竹炭吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201810053903.4
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108262028A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 李兵;錢煒聰;郭建忠;楊平;王星
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/22;C02F1/28;C02F101/22;C02F101/30;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 溫州知遠專利代理事務所(特殊普通合伙) 33262
• 代理人: 湯時達

本發明公開了一種馬來酸酐修飾水熱竹炭吸附劑的制備方法，按下列步驟進行：（1）馬來酸酐修飾水熱竹炭：水熱竹炭和馬來酸酐混合均勻，然后在120?140℃條件下反應2?6小時、自然冷卻、置于蒸餾水中攪拌、過濾后用蒸餾水洗滌，得到半成品；（2）馬來酸鹽修飾半成品：將半成品加入到飽和碳酸氫鈉溶液中攪拌，然后過濾，洗滌至中性，干燥，得到成品。本發明的優點是：水熱竹炭表面的羥基與馬來酸酐發生酯化反應，提高水熱竹炭表面的羧酸、羰基和不飽和鍵等基團的含量，從而增加水熱竹炭對陽離子染料和重金屬離子等污染物的吸附能力；而且該反應屬于固相反應，不需要有機溶劑的參與，沒有溶劑回收、處理等問題，是一種綠色合成方法。

技術領域

本發明涉及一種馬來酸酐修飾水熱竹炭吸附劑的制備方法。

背景技術

全國第八次森林資源清查統計顯示,我國竹林面積有601萬公頃, 竹林面積、竹材蓄積、竹制品產量和出口量均居世界第一，竹加工技術和竹產品創新能力處于世界先進水平。但是, 目前我國竹材資源的利用率偏低，一次利用率為20%–50%，每年有大量的竹材加工剩余物如竹屑、鋸末、邊角料等，以及1180萬噸以上尚未利用的雜竹和小徑竹。因此，急需開發清潔高效的農林廢棄物資源化利用技術。利用竹材加工剩余物，通過水熱炭化，能提高竹材產品的炭化程度、比表面積和孔容，而且水熱竹炭表面還含有豐富的含氧官能團，如羥基等基團，對重金屬離子和陽離子染料具有較強的吸附能力，但羥基基團對污染物的作用能力較弱，為了提高水熱竹炭對污染物的吸附能力，可以將羥基與馬來酸酐等酸酐發生酯化反應，增加水熱竹炭表面的羧酸、羰基和不飽和鍵等功能基團，進一步提高水熱竹炭對重金屬和陽離子染料的吸附能力。對于凈化污水處理有很大的利用價值，對保護生存環境和保障人類健康起到了積極的推動作用。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提供了一種操作工藝簡單，成本低廉的馬來酸鹽修飾水熱竹炭的制備方法，提高水熱竹炭的吸附性能。

本發明提供的一種馬來酸酐修飾水熱竹炭吸附劑的制備方法，按下列步驟進行：

（1）馬來酸酐修飾水熱竹炭：水熱竹炭和馬來酸酐混合均勻，然后在120-140℃條件下反應2-6小時、自然冷卻、置于蒸餾水中攪拌、過濾后用蒸餾水洗滌，得到半成品；

（2）馬來酸鹽修飾半成品：將半成品加入到飽和碳酸氫鈉溶液中攪拌，然后過濾，洗滌至中性，干燥，得到成品。

進一步的，水熱竹炭制備：將竹粉和濃鹽酸置于水中，在室溫下攪拌混合均勻后置于反應釜中，然后在200℃條件下反應12小時、自然冷卻、抽濾、洗滌至中性后烘干，得到水熱竹炭。

進一步的，水熱竹炭制備：將40重量份的60-80目竹粉和8重量濃鹽酸置于72重量份的水中，在室溫下攪拌混合均勻后置于帶聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，然后在200℃條件下反應12小時、自然冷卻、抽濾、洗滌至中性后烘干，即得到水熱竹炭。

進一步的，馬來酸酐修飾水熱竹炭：將40重量份的水熱竹炭和20-60重量份馬來酸酐混合均勻，然后在120-140℃條件下反應2-6小時、自然冷卻、置于300重量份蒸餾水中、過濾后用蒸餾水洗滌，即得到半成品。

進一步的，馬來酸鹽修飾半成品：將半成品加入到200重量份飽和碳酸氫鈉溶液中攪拌，然后過濾，洗滌至中性，干燥，即得到成品。

進一步的，成品為鈉鹽馬來酸酐改性物水熱竹炭。

進一步的，水熱竹炭表面的羥基，與馬來酸酐發生酯化反應。