[发明专利]一种用于铬(VI)解毒的吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于铬(VI) （即Cr(VI)）解毒的吸附剂的制备方法以及在铬去除中的应用。

背景技术

Cr(VI)和Cr(III)是铬在水体中存在的两种主要价态。其中Cr(III)是辅助哺乳类动物体内糖类代谢的必需元素，Cr(VI)则毒性很强，对生物体有致癌性、致畸性和诱变性。对废水中Cr(VI)的去除多采用吸附的方法，常见的吸附剂有活性炭、微生物菌体、纳米材料等，其中活性炭的应用最为广泛，但其难于分离、后续处理成本高。

由于具有环境友好性和生物体相容性，天然生物材料在水处理中的应用已日益受到广泛关注。蛋壳膜（ESM）是位于蛋壳与蛋白之间的一层复杂的天然网状生物纤维，主要由蛋白质构成，表面分布氨基、羧基、羟基等官能团，是一种廉价且易降解的生物吸附剂，具有较好的应用前景，但其缺点是吸附量小。而聚乙烯亚胺（PEI）含有大量伯、仲、叔胺的大分子聚合物，对重金属离子有卓越的吸附性能，但由于其具有水溶性，不能作为吸附剂直接使用，也限制了其在重金属离子吸附去除中的应用。

发明内容

本发明旨在克服以上现有材料的不足，通过交联反应将PEI接枝在ESM的表面，合成出一种新型改性天然生物材料。这种材料对铬的吸附性能较修饰前大大提高，且具有无毒、易降解的优势。

本发明的目的是这样实现的：

一种铬(VI)解毒的吸附剂，其主要原料为蛋壳中的蛋壳膜，本发明的铬(VI)解毒吸附剂的主要组分及重量百分比如下：

蛋壳膜原材料                              86.2%—96.2%   

聚乙烯亚胺                           3.8%—13.8%

经本发明的方法生产出在蛋壳膜表面负载聚乙烯亚胺的铬(VI)解毒吸附剂。

本发明的铬(VI)解毒吸附剂的生产工艺步骤如下：

（1）     蛋壳膜原材料

收集蛋壳，将蛋壳膜ESM剥出，洗净后，在0.5M盐酸或硝酸溶液中浸泡半小时后，取出用水洗涤后，于50℃下烘干或自然晾干即得   蛋壳膜原材料；

（2）     配制聚乙烯亚胺溶液

在常温常压下，按聚乙烯亚胺：甲醇的重量体积（g/L）比为10~40：1的比例混合，其配制方式为，在搅拌条件下，向水中投加聚乙烯亚胺，搅拌均匀；

（3）     配制戊二醛溶液

在常温常压下，按戊二醛：水的重量：体积比为1：100的比例混合，其配制方式为，在搅拌条件下，向水中投加戊二醛，搅拌均匀；

（4）     制成混合液

在配制好的聚乙烯亚胺溶液中，加入蛋壳膜原材料搅拌混匀，室温下放置24小时后，加入戊二醛溶液，室温下搅拌30分钟；

（5）     将充分反应后的混合液过滤，水洗涤后，干燥即得铬(VI)解毒吸附剂。

本发明采用上述技术方案后，具有以下优点：

1、由于本发明公开的铬(VI)解毒吸附剂主要原料为蛋壳中的蛋壳膜，为食品工业及人们日常生活中产生的废物，故本发明的铬(VI)解毒吸附剂具有原料易得、成本低廉及资源易回收利用的特点。

2、生产工艺简单，无二次污染等特点。

3、利用聚乙烯亚胺与蛋壳膜等废物生产铬(VI)解毒吸附剂，既可降低成本，又可废物利用、资源回收、变废为宝、改善环境，为食品工业废物的资源化开辟了新途经。

在含铬(VI)的污水中采用本发明的铬(VI)解毒吸附剂，通过聚乙烯亚胺对铬(VI)的吸附作用及还原作用，从而有效将毒性的铬(VI)转化为无毒的铬(III)，实现对铬(VI)污染水的解毒作用，因此本发明可广泛应用于含铬(VI)污水处理中，还可用于铬渣的解毒。

附图说明

图1是本发明合成材料对铬吸附后进行拉曼光谱分析图。图中重铬酸钾 (A), Cr(VI)解毒吸附剂(B)，处理Cr(VI)废水后的吸附剂(C)。 

图2是本发明合成材料对铬吸附后进行XPS分析谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。

实施例 1：

铬(VI)解毒吸附剂的主要组分及重量百分数如下：

蛋壳膜原材料                            93.0%

聚乙烯亚胺                        7.0%

按如下步骤进行制备：