[發明專利]一種硼酸吸附材料及制備方法

有效

• 申請號: 202010198569.9
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111359594B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 夏南南;孔凡功;荊壬;張慧亞;胡自豪
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10;C02F103/08
• 代理公司: 佛山市智匯聚晨專利代理有限公司 44409
• 代理人: 陳欽祥

本發明公開了一種硼酸吸附材料，其特征在于,其原料包括如下重量配比的組分：單寧酸：1～5份；木質素磺酸鹽：1～5份；陽離子聚合物0.05～0.5份。本發明將生物質材料木素作為載體，單寧酸作為吸附功能單體，陽離子聚合物作為中間體，采用自組裝的方式，將三者交聯在一起，制備一種生物基硼酸吸附材料。這種吸附材料具有一定的納米孔結構，堿性條件下，周圍環境中的硼酸可以流入孔結構，接觸材料內茶多酚表面的鄰苯二酚，從而生成硼酸酯，達到吸附硼酸的目的，而酸性條件下，這種硼酸酯可以發生解離，從而達到吸脫附硼酸，有效分離硼酸的目的。

技術領域

本發明涉及一種硼酸吸附材料及制備方法。

背景技術

近年來，隨著淡水資源的污染以及人類對淡水資源日益增長的需求，海水淡化成為解決上述問題的重要措施之一。在海水淡化過程中，脫鹽率是一個重要的衡量指標，其方法主要包括凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法以及離子交換法等，通過以上方法的單一或混合使用，可以去除海水中的大部分二價鹽，然而由于海水中的硼酸濃度較低，并且其分子直徑較小，很難通過以上方法降到《生活飲用水衛生標準》0.5mg/L的要求，而且適當的硼酸有利于植物生長以及人類身體健康，因此，海水淡化過程中，去除過量硼酸并加以回收，是同時滿足海水淡化及人類需求的重要途徑。

硼酸是弱酸，25℃時，其酸度系數PKa為9.24，在大于8.0的堿性海洋環境中，通常會與水的氫氧根結合，以B(OH)4的形式存在。現有研究報導中，較為有效的硼酸去除方法主要吸附法。吸附法，是利用具有多孔性，比表面積大的固體吸附劑將溶液中的一種或多種組分吸附在吸附劑表面或微孔內的一種吸附分離方法，主要包括物理吸附，化學吸附或兩者的結合，顯然，由于物理吸附法是通過吸附劑與吸附質之間的范德華引力吸引吸附質，因此存在吸附選擇性低的缺點，因此并不能同時滿足海水淡化除硼及回收的要求，而化學吸附法是通過吸附質和吸附劑之間的化學反應將吸附質固定在吸附劑表面，因此吸附選擇性高，再通過一定的方法對其分離，便可同時達到吸附與回收的雙重目的。目前，采用化學吸附分離回收硼酸較為有效的方法是也是利用硼酸在堿性海水中的存在形式，使其與吸附劑表面負載的鄰羥基發生酯化反應進行，并通過酸性調節使其解離，達到回收的目的。其骨架材料包括環糊精，生物質碳氣凝膠，單寧酸凝膠，改性活性炭，聚丙烯腈納米纖維或膜，有機納米材料等，以上吸附劑對硼酸的吸附量最高可以達到35.1mg/g。然而，上述吸附劑合成工藝較為復雜，難以滿足大批量海水淡化的要求，并且吸附劑制備過程中由于提純，分離等過程可能會對環境造成二次污染，因此，這就對海水淡化吸附材料提出更高的要求。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷(不足)。

為解決上述技術問題，本發明的首要目的是，提供一種硼酸吸附材料，其原料包括如下重量配比的組分：

單寧酸：1～5份；木質素磺酸鹽：1～5份；陽離子聚合物0.05～0.5份。

優選的，所述陽離子聚合物為表面含有正電荷的化合物。

優選的，所述陽離子聚合物為陽離子聚丙烯酰胺或殼聚糖。

優選的，所述陽離子聚丙烯酰胺溶解在4％的乙醇水溶液中，濃度為2‰。

優選的，所述殼聚糖溶解在5％的醋酸水溶液中，濃度為1.6％。

優選的，所述單寧酸，木質素磺酸鹽和陽離子聚合物的用量為絕干用量。

本發明的又一目的是提供一種如上所述的硼酸吸附材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

S1.將單寧酸和木質素磺酸鹽分別溶于蒸餾水中，完全溶解后混合，攪拌至均勻；

S2.向混合溶液中加入陽離子聚合物溶液，攪拌至出現大量絮凝狀物質并且不再增加為止；

S3.靜置2h；