[发明专利]基于改性葡萄糖或蔗糖的生物质有机吸附材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于用作吸附材料的葡萄糖或蔗糖的化学改性材料的制备，涉及一种基于改性葡萄糖或蔗糖的生物质有机吸附材料的制备方法。制得的基于改性葡萄糖或蔗糖的生物质有机吸附材料特别适用于废水中重金属离子的吸附净化处理。

背景技术

重金属（例如：铜、锌、铅、镍、钴、铬、汞、镉等）在许多工业生产和科学研究中是不可或缺的重要材料，它们在人类的生活和生产中起着举足轻重的作用。但是，这些重金属离子对人类的生活和生态环境也具有重大的危害。含重金属离子的废渣、废气、废水主要来自于电镀、机械加工、钢铁及有色金属冶炼、部分化工企业和矿山开采等行业。含重金属的“三废”被直接排入大气和水中，将会直接对生态环境和人类健康造成极大的威胁。

重金属不仅可以引起慢性中毒，而且还能致癌、致突变、致畸性，其毒害性比较大。很多重金属废水是无色透明的，被误作清洁的水而直接用于饮用和灌溉。重金属元素毒性大，难降解，一旦进入水体之后便可通过饮用水或生活用水直接作用于人体，对人造成极大危害。重金属污染已成为水环境面临的重要污染问题之一。重金属具有生物富集性，它们不能被生物降解，却可以沿着食物链逐级转移，成倍富积，同时在生物内脏长期积累，达到一定程度后出现毒性；更有甚者，富含的放射性组份会导致生物基因发生变异，随着时间的积累最终会导致生物突变等难以估量的恶果。环境一旦被重金属污染，治理的难度很大，周期也很长，目前治理重金属污染的方法和技术还不够成熟，因此，重金属污染应以预防为主。需要从废水中去除或回收重金属离子的另一个原因，是因为某些重金属价格昂贵、具有工艺重要性或者具有战略意义，因而具有较高的回收利用价值。

当前，国内外对重金属污染的处理方法和技术仍不够完善，远不能达到对环境及生物体没有危害的程度。现有技术中，处理重金属污染的方法主要有化学法、物理化学法和生物法，但这些方法都不能使其中的重金属分解破坏，仅能转移其存在的位置。如化学沉淀处理，废水中的重金属从溶解的离子状态转变为难溶性化合物而沉淀转入污泥中；当废水中还有两性金属时,pH值偏高，有可能有再溶解的倾向；若中和沉淀后的废水pH值偏高需经中和后才能排放；有些重金属颗粒小，较难沉淀，要通过其他手段辅助沉淀，这些缺点都增加了重金属处理的困难和成本。吸附法是回收废水中微量重金属的有效方法之一，具有适应范围广、处理效果好、可回收有用的重金属以及吸附材料可重复使用等优点，已有的吸附材料包括矿物质、无机盐、活性炭、合成树脂等。国内外广泛使用的吸附剂是活性炭，虽然活性炭能够吸附许多化学物质，但对重金属离子吸附容量小，一般只有30-40mg/g，而且再生困难、价格昂贵。离子交换树脂吸附容量较高，但只对某些特定的吸附离子具有吸附能力，而且再生困难，价格高。天然沸石和粘土的价格便宜，但对重金属离子的吸附容量低，一般小于10mg/g。为此，许多研究者致力于新型吸附材料的研究与开发，近年来对天然生物质材料用于水体系中重金属的吸附已有许多研究报道，但是这些物质的吸附能力不强或工业应用有缺陷等问题。

葡萄糖和蔗糖在自然界中均可通过植物光合作用得到，具有来源广泛、价格低廉等优点。葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它是一种多羟基醛，在生物学领域具有重要地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢的中间产物。蔗糖不但以化学合成甜味剂所不具备的特性成为食品中重要的添加剂，而且由于蔗糖具有独特的功能，有利于食品的加工和品质的提高。葡萄糖和蔗糖在食品、医药、化工、化妆品、洗涤剂等行业有着广泛的应用。葡萄糖和蔗糖作为来源充足的天然资源，因其具有可化学修饰的官能团和可生物降解等特性，在抗肿瘤药物和表面活性剂领域受到越来越广泛的关注。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种基于改性葡萄糖或蔗糖的生物质有机吸附材料的制备方法，从而提供一种可直接用于含重金属离子废水处理、效果良好的基于改性葡萄糖或蔗糖的生物质有机吸附材料。

本发明的内容是：基于改性葡萄糖或蔗糖的生物质有机吸附材料的制备方法，其特征是包括下列步骤：

a、原料混合反应：取苯酐10～40质量份，与50～100质量份的有机溶剂丙酮混合，使苯酐充分溶解（分散）在有机溶剂丙酮中，再加入5～20质量份的葡萄糖、加入2～20质量份的催化剂混合，将混合物料升温至60～100℃并在此温度下搅拌反应6～12小时，得到反应后混合物；

所述的催化剂为三乙胺或吡啶；