[發明專利]一種球形生物基吸附樹脂及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110466885.4
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113368829A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 高潔;韓小兵;陳濤;趙媛;胡國文;桑亞男;劉浩琛;黎榕
• 申請（專利權）人: 湖北科技學院
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 武漢明正專利代理事務所(普通合伙) 42241
• 代理人: 江灃

本發明涉及一種球形生物基吸附樹脂，由以下按質量份數計的原料制成：不含芳環生物基高分子1份、含芳環生物基高分子0.1?2份、水10?100份、礦物油10?20份、乳化劑0.1?10份和交聯劑0.05?1份；所述不含芳環生物基高分子為殼聚糖、明膠、纖維素和海藻酸鈉中的至少一種；所述含芳環生物基高分子為木質素、木質素磺酸鈉、單寧酸中的至少一種。本發明還涉及所述球形生物基吸附樹脂的制備方法及應用。本發明可降低對石油資源的依賴，且制備工藝簡單，有利于工業化生產；本發明制得的吸附樹脂實現污染物的高效率、低能耗吸附及再生，且可同時吸附金屬離子和有機污染物，吸附性能優異。

技術領域

本發明屬于高分子吸附樹脂技術領域，具體涉及一種球形生物基吸附樹脂及其制備方法和應用。

背景技術

高分子吸附樹脂作為一種功能高分子材料，具有合成工藝簡單、使用方便、效率高、可再生、不產生二次污染且穩定性好等優點，在金屬離子、有機廢水的吸附和回收方面受到廣泛的關注。然而，傳統高分子吸附樹脂都是以苯乙烯、丙烯酸酯等不可再生的石油資源為主要原料制備的，不利于可持續發展。

為了實現高分子吸附材料的可持續發展，越來越多的生物基高分子被用于吸附材料的制備，包括殼聚糖、明膠、纖維素、木質素及其復合物，所得吸附材料大多為凝膠、膜、粉體等類型，雖然具有較好的吸附效果，但是存在以下問題：1)制備工藝復雜：如凝膠類生物基吸附材料的制備往往需要冷凍干燥，不僅耗時長、能耗高，而且需要特殊的冷凍干燥設備；膜類生物基吸附材料的制備往往需要真空抽濾及加熱干燥，同樣存在耗時長、能耗高的問題，都不利于工業化生產；2)吸附效率低、能耗高：傳統的球形石油基吸附樹脂孔隙率高，可以在較低的壓力下高通量的處理廢水，而凝膠、膜、粉體等類型的吸附材料孔隙率非常低，連續化處理過程中，廢水通過速率非常慢，往往需要較高的壓力，因此吸附效率低、能耗高，再生過程也存在同樣的問題，不利于工業化應用。

例如，中國專利申請CN110003390A公開了一種淀粉或纖維素基高分子多孔吸附樹脂及其制備方法。該高分子多孔吸附樹脂是以淀粉或纖維素為原料，依次通過接枝共聚苯乙烯和傅克烷基化反應制得的具有高比表面積的多孔結構。該高分子多孔吸附樹脂的制備方法，包括以下步驟：將淀粉或纖維素分散在水中，接著加入引發劑，升溫至70℃，然后加入一定量的苯乙烯單體，反應4小時，停止反應，對生成的接枝固體產物進行抽提，在60℃下干燥24小時，得到淀粉或纖維素接枝苯乙烯共聚物；將接枝共聚物預先浸泡在反應溶劑1,2-二氯乙烷中，充分溶脹12小時后，依次加入一定量的外交聯劑和催化劑，升溫至80℃，在攪拌下反應8小時，對得到的固體進行抽提，在60℃下干燥24小時，得到淀粉或纖維素基高分子多孔樹脂。該高分子多孔吸附樹脂的制備不僅耗時長、能耗高，而且需要復雜裝置，如索式提取器，不利于工業化生產。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種球形生物基吸附樹脂及其制備方法和應用，有效解決傳統石油基高分子吸附樹脂不可再生和現有生物基高分子吸附材料不利于工業化生產及應用的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種球形生物基吸附樹脂，由以下按質量份數計的原料制成：不含芳環生物基高分子1份、含芳環生物基高分子0.1-2份、水10-100份、礦物油10-20份、乳化劑0.1-10份和交聯劑0.05-1份；

其中，所述不含芳環生物基高分子為殼聚糖、明膠、纖維素和海藻酸鈉中的至少一種；所述含芳環生物基高分子為木質素、木質素磺酸鈉、單寧酸中的至少一種。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

優選的，所述礦物油為5號、10號、26號、32號和68號工業白油中的一種。

優選的，所述乳化劑為司盤20、司盤65、司盤80、吐溫40、吐溫61、吐溫80和吐溫85中的一種。

優選的，所述交聯劑為乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛和己二醛中的一種。