[發明專利]一種改性甘蔗渣纖維素基復合吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 202011184502.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112403442B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 謝新玲;馬力;秦祖贈;蘇通明;羅軒;張友全;紀紅兵
• 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
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所(普通合伙) 44229
• 代理人: 姜若天

本發明公開了一種改性甘蔗渣纖維素基復合吸附劑的制備方法，屬于廢水處理領域，尤其涉及到對廢水中重金屬離子的去除。本發明利用榨糖后的蔗渣改性多孔碳酸鈣為原材料，過硫酸銨為引發劑，N,N?亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，丙烯酸和丙烯酰胺為接枝單體，利用反相乳液法制備甘蔗渣纖維素基復合Pb²⁺吸附劑，用于廢水中Pb²⁺除去。該吸附劑對Pb²⁺有很好的去除效果，最大吸附容量達到110 mg/g，并且具有有效的再生能力，循環10次過后任能達到85 mg/g。本發明以廣西豐富的甘蔗渣為原材料，提取纖維素，為廣西甘蔗渣的利用開辟了一個渠道，促進了廣西地區經濟的可持續發展。

技術領域

發明屬于改性纖維素技術領域，特別涉及以制糖廠的副產物固體廢棄物甘蔗渣為原料，提供一種采用反相乳液交聯的方法合成甘蔗渣纖維素基復合Pb²⁺吸附劑的制備工藝和方法，操作簡便，結構可控，是一種高效吸附廢水中Pb²⁺的吸附劑，具有很好的循環使用效果，應用領域廣泛。

背景技術

隨著工業化進度的加快，大量對人類有害的物質被排入到大自然界，對人類健康造成了極大的影響。其中水污染是關系到人類健康的重大問題，全世界很多地區的地表水都被重金屬污染，已經成為當今一個嚴重的問題；重金屬中Pb²⁺是高毒性的，Pb²⁺會對人類中樞神經系統造成不可逆的損害，導致嗜睡、視力模糊、肌無力等，同時也會對腎臟和肝臟造成嚴重的損害；2009年江蘇大豐出現鉛污染事件，造成一百多名兒童血鉛中毒，嚴重影響了兒童的身體健康。（桂林理工大學學報，2013，1：146-150）。

Pb²⁺污染廢水的常規處理方法包括化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法和吸附；近些年來，吸附法去除Pb²⁺污染廢水的一種有效方法受到了廣泛的關注，因為吸附具有易于處理、效率高、應用范圍廣的特點，被證明是一種特別有前途的廢水處理方法；對于Pb²⁺吸附技術有關的工藝核心問題是吸附的成本以及其再生成本，開發一種廉價并且再生簡單的吸附劑，是解決吸附劑廣泛使用關鍵因素。

纖維素中含有大量的-OH，對其改性后，引入羧基(-COOH)和氨基(-NH₂)等功能基團，使其具有更多與重金屬離子結合的位點，大大提高了纖維素對水中金屬離子的吸附能力；目前研究較多的纖維素基改性水處理劑，具有成本低廉、對環境友好、生物相容性等優點；甘蔗是廣西豐富的特色天然資源，經過榨糖之后剩余的甘蔗渣富含大量的纖維素，可以通過對其進行化學改性制備易生物降解的水處理劑。因此，近些年來有許多研究者在以天然材料為原材料，制備高效吸附劑方面做了大量研究：文獻利用龍舌蘭葉片通過微流態化工藝獲得了之前未報道的纏繞纖維素納米纖維和納米薄片(CNF/CNS)。研究了這些納米材料作為Pb²⁺的潛在生物吸附劑，并通過XPS鑒定了三種吸附機制。低初始濃度的Pb²⁺，吸附機理受羧酸鹽基團與Pb²⁺之間靜電相互作用控制；當在較高濃度時，單齒和雙齒絡合物的吸附機理占優勢；最后，當濃度在110 ppmC₀1000 ppm，兩種機制共存。根據Langmuir模型，其最大吸附容量為43.55 mg/g。(Springer，2020，27(15)：8785-8798)。

傳統和目前所制備的吸附材料大都存在著生產成本高、吸附速率較為緩慢，吸附量較小以及重復循環使用效果較差，為了解決上述問題，本專利開發了一種廉價、吸附速率快并且具有很好循環使用效果吸附廢水中Pb²⁺材料。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種廉價、去除廢水中Pb²⁺的效果好、可循環多次使用，并且工藝簡單，操作方便的甘蔗渣纖維素基復合吸附劑。

本發明解決上述技術問題方案如下：