[發明專利]一種植物纖維基吸附材料的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201810259175.2
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108295820A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 朱紅祥;王磊;陳仰美;郭威;侯燕萍;宋雪萍;王利軍;薛飛
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 劉小萍

本發明公開了一種植物纖維基吸附材料的制備方法及其應用，該方法包括如下步驟：1)將植物纖維于水中分散；(2)加入高碘酸鹽；(3)加入小分子胺反應8～12h；(4)將殼聚糖溶于酸性緩沖溶液中；(5)向步驟(4)的溶液中加入含硫脲基團的單體；(6)將步驟(5)的溶液加入步驟(3)所述的體系中均勻分散；(7)向體系中加入適量交聯材料；(8)反應4?12h后，用堿液調節pH至堿性，抽濾數次后將固體取出干燥至恒重，即得到植物纖維基吸附材料。應用時，將植物纖維基吸附材料磨碎成粉末狀。本發明方法制備得到的吸附材料在常溫下對Hg²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Cr⁶⁺、As⁵⁺等多種重金屬離子都具有較好的吸附作用，而且吸附材料重復利用率很高。

技術領域

本發明屬于吸附材料技術領域，具體是一種植物纖維基吸附材料的制備方法以及使用吸附材料在處理重金屬污染水體中的應用。

背景技術

隨著工業的迅速發展，越來越多的工業廢水排放到環境當中，大部分工業廢水中含有各種各樣的重金屬離子。重金屬一旦進入水體可以通過生物鏈進行傳遞、在生物體內富集，并且這種污染具持久性、難降解等特點，當人們因為飲用受重金屬污染的水和食物，重金屬離子在人體內很難被降解或者排出，從而導致體內重金屬積累超標導致各種病癥，甚至威脅人們的生命。

現如今重金屬廢水處理方法主要有吸附、浮選、化學沉淀、溶材料萃取、反滲透、離子交換、化學氧化還原、電化學處理等。相比于其它處理方法，吸附法效率高、操作容易和吸附材料成本低，特別在處理大容量且濃度較低的重金屬廢水時效果顯著，因此吸附法成為處理重金屬污染廢水的首選方法。因此，開發廉價、高效、環保、節能的重金屬吸附材料對環境保護有重要的意義。

殼聚糖可由海產品廢棄物(如蟹殼、蝦皮)或下腳料中提取，是一種僅次于纖維素的蘊藏量極為豐富的天然可再生資源，而且殼聚糖具有生物可降解性、安全無毒等優點。殼聚糖分子中含有大量游離氨基和羥基，能與重金屬及貴金屬形成穩定的螯合物，因此殼聚糖本身對重金屬離子具有一定的吸附能力。除此之外其分子中的氨基和羥基具有較高的活性，可以通過化學改性引入其他的吸附基團以便增強其吸附能力。以殼聚糖為原料制備的吸附材料，兼具吸附性能好、環境友好、廉價等優點。但殼聚糖本身單獨使用時吸附能力低、易流失、機械強度低、適用的pH值范圍較窄、不可再生。

纖維素是地球上最為豐富的可再生資源，它具有可生物降解、生物相容性好、無毒等特點，而且纖維素呈纖維狀，有很多毛細管，具有多孔和比表面積大的特性，因此其本身也具有一定的吸附能力。有不少研究者直接將纖維素用作吸附材料處理重金屬廢水，但是由于其吸附能力較弱，選擇性差等缺陷限制了其使用。因此為了使纖維素達到更好的吸附性能，需對其進行化學改性以引入更多或更強的親和基團。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是一種植物纖維基吸附材料的制備方法及其應用，該方法將殼聚糖和纖維素相結合，纖維素可以形成殼聚糖的骨架，將殼聚糖或者其衍生物接枝在纖維素上面，可以克服殼聚糖的分散性、易流失等缺陷，又能使得改性的纖維素有較好的吸附能力；而且該方法使用的主要原料是農產品和海產品廢棄物，且原料清潔，制備得到的吸附材料在常溫下對Hg²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Cr⁶⁺、As⁵⁺等多種重金屬離子都具有較好的吸附作用。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

本發明植物纖維基吸附材料的制備方法，它包括如下操作步驟：

(1)取0.5-1g植物纖維于100mL水中攪拌至分散均勻；

(2)取1-2g高碘酸鹽加入步驟(1)所述的體系中，在45℃環境下反應4～8h；