[發明專利]由生物高分子復合材料改性的除氟吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110471961.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113070046B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 蔡建國;石洪雁;劉銳
• 申請（專利權）人: 臨沂海普新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;B01J41/08;C02F1/42;C02F101/14;C02F101/36
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 毛雨田

由生物高分子復合材料改性的除氟吸附劑的制備方法，包括如下步驟：分別將殼聚糖、果膠溶解在去離子水或酸中，將兩種溶液混合加熱進行生物高分子交聯反應；將去離子水浸泡過的分子篩加入混合溶液中，減壓蒸餾后加入氯乙酸、氫氧化鈉水溶液，將氯乙酸接枝改性殼聚糖?果膠生物高分子復合材料；將溶解在乙醇和水的混合溶液中金屬硝酸鹽加入上述改性分子篩中，減壓蒸餾后，加入氫氧化鈉溶液，室溫攪拌，金屬離子摻入到改性聚合物的晶格中；過濾多余的混合溶液，去子水洗滌至中性，烘箱干燥，得到改性除氟吸附劑。本發明制備過程簡單，且成本低，易回收循環使用，在廢水中除氟效率高。

技術領域

本發明涉及制備除氟吸附劑的技術領域，尤其涉及由生物高分子復合材料改性的除氟吸附劑。

背景技術

磷肥生產、鋁的冶煉與電鍍行業在實際生產作業中都會產生含氟廢氣、廢水、廢渣，并且排放到自然環境中，含氟的廢水與溶解于自然降水或地表徑流的廢氣、廢渣通過滲透等方式到達地下水。氟是電負性最強的元素，因此在水介質中具有負電荷并形成F^-離子。而微量的氟對人體是必不可少的，高濃度可導致嚴重的問題，如阿爾茨海默癥、不孕癥骨質疏松癥、甲狀腺疾病、腦損傷、癌癥、脆骨等。鑒于過量氟危害的嚴重性以及全球地下水中氟含量大部分超標的情況，氟中毒研究和高氟水除氟技術與工藝的研究引起了人們的廣泛重視。目前常用的除氟方法主要有：膜分離法、沉淀法、吸附法、電凝聚法與反滲透法等。但上述大多數方法需要較高的運營和維護成本，并且產生二次污染。吸附法就是利用多孔性材料或者比表面積大的物質的吸附性，將水中的氟離子吸附材料表面進而達到降低溶液中氟離子含量的目的的方法，但其回收利用低。目前一種簡單且具有成本效益的處理技術：離子交換技術，氟在這些吸附劑上吸附，背后的機制通常依賴于發生在吸附劑和氟化物之間的良好結構的相互作用，以及氫鍵和涉及氟離子的其他類型的相互作用，目前，對于吸附劑負載的金屬離子的泄漏，以及運營成本高，循環穩定性差是市面上吸附劑共有的缺點。而且在競爭陰離子（一些常見的競爭陰離子，如硫酸鹽、碳酸氫鹽和氯離子）存在下選擇性吸收氟離子的研究對于更好地解決實際污染問題變得越來越必要。

發明內容

本發明目的是提供一種由生物高分子復合材料改性的除氟吸附劑，制備過程簡單，且成本低，易回收循環使用，在廢水中除氟效率高。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種由生物高分子復合材料改性的除氟吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：將1-10 g殼聚糖溶解在100-200ml去離子水或 2%-10%酸中，磁力攪拌下攪拌1-6小時；

步驟2：將1-10 g果膠溶解在100-200ml去離子水或 2%-10%酸中，磁力攪拌下攪拌2-6小時；

步驟3：將上述步驟1和步驟2得到的兩種溶液混合，在40-80℃下攪拌1-3小時；

步驟4：將2-10g 分子篩浸泡去離子水中1-3小時后，加入步驟3的混合溶液中，60-100℃減壓蒸餾3-8 h；

步驟5：抽濾多余的混合溶液，去離子水洗滌3次；加入1-5g氯乙酸、20-200 ml 2%-10%氫氧化鈉水溶液，室溫攪拌2-3h；

步驟6：將1-5mol 金屬硝酸鹽溶解在體積比為1:1的乙醇和水的混合溶液中，室溫下攪拌10min；

步驟7：將步驟5中經過分子篩過濾后的溶液加入步驟6的硝酸鹽溶液中，60-100℃減壓蒸餾3-8 h，抽濾多余的溶液后，加入20-50ml 5%-50%氫氧化鈉，室溫攪拌2-3h；

步驟8：過濾多余的混合溶液，去子水洗滌至中性，烘箱60-100℃干燥，得到除氟吸附劑。

優選的是，本發明步驟1、步驟2中的酸為鹽酸、醋酸、硫酸、草酸中的至少一種。

優選的是，本發明步驟4中的分子篩為35-200目。