[發明專利]一種用于水中Pb(II)吸附的殼聚糖/γ-AlOOH復合薄膜及其制法和應用

在審

• 申請號: 201910584541.6
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110215907A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 蔡衛權;陳依婷;黨成雄
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發明公開了一種用于水中Pb(II)吸附的殼聚糖/γ?AlOOH復合薄膜及其制備方法和應用。該方法具體是：先制備γ?AlOOH溶膠，然后將其與殼聚糖溶膠混合后加入戊二醛，進行交聯反應；最后將復合溶膠經流延成型和干燥后制得殼聚糖/γ?AlOOH復合薄膜。與單一的γ?AlOOH薄膜及殼聚糖薄膜相比，本方法所制備的殼聚糖/γ?AlOOH復合薄膜對水體中的Pb(II)具有更大的吸附量和更高的吸附率、更強的耐酸性，對10mg/L的Pb(II)的吸附量為9.67mg/g、去除率達96.75％，水體中Pb(II)的殘余濃度可以降至0.33mg/L，達到國家規定工業廢水中Pb(II)含量的排放標準。

技術領域

本發明屬于殼聚糖/γ-AlOOH復合膜的制備和應用的技術領域，具體涉及一種用于水中Pb(II)吸附的殼聚糖/γ-AlOOH復合薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著工業生產的迅速發展，由采礦、冶金工業、化肥和機械制造等領域產生的重金屬污染物如Pb(II)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Hg(Ⅰ)等被大量排放到水體中，給農業、工業和生活用水帶來了嚴重的威脅。重金屬離子因為其不能被生物降解又具有高毒性，所以會通過食物鏈的傳遞和富集對人體造成嚴重危害，其中，Pb(II)會影響人的智力和骨骼的發育，同時造成消化不良和內分泌失調，導致貧血、高血壓，也破壞了腎功能和免疫功能。目前用于處理重金屬離子污染物的技術有吸附法、沉淀法、膜分離法、電滲析法、離子交換法、反滲透法和生物法等。相比其他方法，吸附法以其制備方法簡單、操作簡單和經濟可行等優點，被認為是重金屬廢水處理最合適的技術之一。

擬薄水鋁石(γ-AlOOH·xH₂O)也稱為類勃姆石，是一類組成不穩定、結晶不完整的薄皺折片層。它具有表面積高、孔隙率大、界面吉布斯自由能高、分散性和膠溶性好以及觸變凝膠等特性，常被應用于廢水處理領域。CN105107486A公開了一種用于毒性Cr(Ⅵ)吸附的γ-AlOOH復合薄膜的制備方法和應用，在堿性條件下沉淀無機鋁鹽溶液，對沉淀進行離心水洗分離；然后添加濃鹽酸、冰醋酸或硝酸使沉淀膠溶，同時添加成膜助劑聚乙烯醇和結構調節劑P123或F127，經流延成型和干燥后制得所述吸附劑，其對濃度為20mg/L的Cr(Ⅵ)的吸附去除率可高達99.4％。Zhang等人(Zhang Y X,Jia Y,Jin Z,Yu X Y,Xu W H,Luo T,Zhu B J,Liu J H,Huang X J.Self-assembled,monodispersed,flower-likeγ-AlOOH hierarchical superstructures for efficient and fast removal of heavymetal ions from water[J].CrystEngComm,2012,14(9):2983-3322.)以偏鋁酸鈉為鋁源、尿素為沉淀劑、聚丙烯酸鈉鹽為表面活性劑，采用水熱法生成單分散的花狀γ-AlOOH，5min時γ-AlOOH對Pb(II)的吸附去除率超過了99.0％。但γ-AlOOH材料的耐酸性較差，在pH＝1～5時存在部分溶解的缺點，容易對水體造成二次污染。