[發明專利]一種改性生物吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811073805.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109078615B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 陳尚龍;蔡望秋;趙節昌;李超;師聰;巫永華;張建萍;劉恩岐
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明涉及一種改性生物吸附劑及其制備方法，其制備方法包括以下步驟：(1)將經干燥粉碎后的蛹蟲草菌糠在氫氧化鈉水溶液中溶脹預處理4?6h，得到溶脹預處理后的蛹蟲草菌糠；(2)將溶脹預處理后的蛹蟲草菌糠加入到溶解有酐類化合物的N,N?二甲基甲酰胺中，于65?85℃反應2?4h，得到中間產物I；(3)將中間產物I加入到乙二胺水溶液中，80?90℃溫度條件下，攪拌反應1?3h，得到中間產物II；(4)將中間產物II與海藻酸鈉溶液混勻，然后加入環氧氯丙烷，在50?60℃溫度下反應30?60min，然后過濾得到固形物，將固形物干燥得到改性生物吸附劑。本發明制備的改性生物吸附劑對金屬離子和染料分子都有非常好的吸附效果，而且能夠重復再利用。

技術領域

本發明涉及吸附材料制備技術領域，具體涉及一種改性生物吸附劑及其制備方法。

背景技術

工業廢水中各種重金屬引起的水污染正受到世界的關注。重金屬離子主要是通過冶煉、電解和電鍍等工業廢水、城市生活廢水以及各種采礦廢水向自然環境中釋放。重金屬在自然界不能生物降解和熱降解，通過食物鏈進入人體，對人體腎臟、肺等內臟危害極大。傳統的重金屬廢水處理技術主要有化學沉淀、化學氧化與還原、離子交換、膜技術、電化學處理、反滲透和蒸餾等，這些傳統的方法存在二次污染的問題，特別是當水溶液中的重金屬濃度較低(＜100mg/L)時，不僅去除率較低，而且運行費用較高。因此，尋找一種較為廉價、吸附能力強的綠色污水凈化材料，已成為目前研究的熱點和難點。

同時在工業實際生產過程中，織物染色時染料的上染率只有50％-98％，從而導致印染廢水中含有大量的染料。這一方面增加了污水處理的難度，對環境產生了較大的污染；另一方面也增加了工業生產的成本，造成了不必要的浪費。

生物吸附法因具有原材料來源豐富、處理成本低、無毒、不會造成二次污染、易被生物降解等優點而備受關注。生物吸附法就是利用某些生物體本身的化學結構及成分特性，吸附溶于水中的化學污染物，通過固液兩相分離來去除水溶液中污染物的方法。但未經處理的生物吸附劑對污染物的吸附容量低，很難直接應用于工業廢水中的金屬離子的去除和染料殘液的吸附脫色。

發明內容

針對上述現有技術，本發明的目的是提供一種改性生物吸附劑及其制備方法。本發明以蛹蟲草菌糠為原料制備而成的新型改性生物吸附劑，可用于工業廢水中的金屬離子的去除和染料殘液的吸附脫色。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一方面，提供一種改性生物吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將經干燥粉碎后的蛹蟲草菌糠在氫氧化鈉水溶液中溶脹預處理4-6h，然后將蛹蟲草菌糠取出，洗滌，干燥，得到溶脹預處理后的蛹蟲草菌糠；

(2)將溶脹預處理后的蛹蟲草菌糠加入到溶解有酐類化合物的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，于65-85℃反應2-4h，然后依次經抽濾、洗滌、干燥，得到中間產物I；

(3)將中間產物I加入到乙二胺水溶液中，80-90℃溫度條件下，攪拌反應1-3h，然后依次經過濾、洗滌、干燥，得到中間產物II；

(4)將中間產物II與海藻酸鈉溶液混勻，然后加入環氧氯丙烷，在50-60℃溫度下反應30-60min，然后過濾得到固形物，將固形物干燥得到改性生物吸附劑。

優選的，步驟(1)中，所述氫氧化鈉水溶液的質量濃度為20-30％；溶脹預處理的溫度為60-80℃。通過對蛹蟲草菌糠進行溶脹預處理，有利于在蛹蟲草菌糠內部進一步形成疏松的多孔結構，方便后續的改性處理，有效提高了制備的生物吸附劑的吸附性能。本發明研究還發現，進行溶脹預處理的氫氧化鈉水溶液的濃度和處理溫度會影響蛹蟲草菌糠內部疏松多孔結構的形成效果。在氫氧化鈉水溶液的質量濃度為20-30％；溶脹預處理的溫度為60-80℃的條件下，溶脹預處理的效果最佳。