[发明专利]以马铃薯淀粉黄原酸酯为原料合成吸附重金属离子专用树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于处理重金属污染、环境治理等领域的功能高分子材料—吸附重金属离子专用树脂的制备方法，特别指以马铃薯淀粉黄原酸酯、丙烯酸钠、丙烯酰胺为主要原料合成吸附重金属离子专用树脂的一种简易制备方法。

背景技术

高吸水性树脂（Super Absorbent Resin，简称SAR）又称高吸水性聚合物，是近年来开发的一种新型的、结构上轻度交联的三维网状功能性高分子材料。高吸水树脂不但能够吸收比自身重几百到几千倍的水，并保持水分，呈现出凝胶状，而其本身并不溶于水，吸附后的凝胶物质被干燥后会恢复其吸水能力，其对光、热、酸及碱的稳定性好，还具有良好的生物降解性能，这决定了它具有广阔的应用前景。高吸水树脂分子上含有大量的羟基、羧基、磺酸基等，这些基团对重金属离子具有很强的螯合作用，因此高吸水树脂可作为金属离子的螯合剂对重金属进行富集、分离和回收；所以将高吸水树脂应用于处理重金属污染有很大的可行性。

由于重金属具有富集性及稳定性，很难在环境中降解的特点。因此相对于其他污染，重金属污染已经成为威胁人类生存与发展的重大环境问题,有必要设计并合成新型的适合吸附重金属离子的专用型吸附树脂，以满足目前重金属水污染严重及突发水污染事件频发的社会需求。

发明内容

本发明提供了一种操作工艺简单、吸附重金属离子能力强的吸附重金属离子专用树脂的制备方法。其方法及步骤如下：

称取一定质量的丙烯酸，称取与丙烯酸物质的量相同的氢氧化钠，以氢氧化钠质量2倍的去离子水溶解上述氢氧化钠；在冰水浴冷却下用上述氢氧化钠溶液中和丙烯酸，用丙烯酸质量20%的95%乙醇洗涤产物，经过抽滤、烘干、研磨即得到固体丙烯酸钠。 

在反应瓶中加入马铃薯淀粉黄原酸酯、马铃薯淀粉黄原酸酯质量3.2～10.4倍的丙烯酸钠、马铃薯淀粉黄原酸酯质量0.8～2.6倍的丙烯酰胺、马铃薯淀粉黄原酸酯质量20倍的去离子水搅拌使其充分混合，然后在上述混合液中加入马铃薯淀粉黄原酸酯质量1.6～5.6%浓度为10mg/ml的过硫酸钾溶液作为引发剂，搅拌使之混合均匀，通入氮气，缓慢加热，使反应体系温度逐步升高，当温度升到30℃停止搅拌，当温度升到60℃时，取出产物，经剪碎、烘干、粉碎即得吸附重金属离子专用树脂。最佳产品对Pb²⁺的吸附量为756.47mg/g，对Cd²⁺的吸附量为422.69mg/g。

本发明的优点：（1）马铃薯淀粉黄原酸酯易溶于水，是一种优良的重金属离子脱除剂；（2）聚合反应温度低，可减少能量消耗；（3）产品对重金属离子有较高的吸附量。

具体实施方式

实施例1：称取2.50g马铃薯淀粉黄原酸酯、20.83g丙烯酸钠及4.17g丙烯酰胺，将上述原料溶解于50ml去离子水中，搅拌使其混合均匀，在上述混合液中加入7ml浓度为10mg/ml的过硫酸钾溶液，通入氮气，开始搅拌，缓慢加热使反应体系温度逐步升高，当温度升到30℃停止搅拌，使马铃薯淀粉黄原酸酯与丙烯酸钠及丙烯酰胺进行共聚反应，当温度升到60℃时，取出产物，经剪碎、烘干、粉碎即得吸附重金属离子专用树脂，本实施例所制得的吸附重金属离子专用树脂对Pb²⁺的吸附量为718.10mg/g。

 实施例2：称取2.50g马铃薯淀粉黄原酸酯、20.83g丙烯酸钠及4.17g丙烯酰胺，将上述原料溶解于50ml去离子水中，搅拌使其混合均匀，在上述混合液中加入13ml浓度为10mg/ml的过硫酸钾溶液，通入氮气，开始搅拌，缓慢加热使反应体系温度逐步升高，当温度升到30℃停止搅拌，使马铃薯淀粉黄原酸酯与丙烯酸钠及丙烯酰胺进行共聚反应，当温度升到60℃时，取出产物，经剪碎、烘干、粉碎即得吸附重金属离子专用树脂，本实施例所制得的吸附重金属离子专用树脂对Pb²⁺的吸附量为735.02mg/g。

  实施例3：称取2.50g马铃薯淀粉黄原酸酯、24.00g丙烯酸钠及6.00g丙烯酰胺，将上述原料溶解于50ml去离子水中，搅拌使其混合均匀，在上述混合液中加入6ml浓度为10mg/ml的过硫酸钾溶液，通入氮气，开始搅拌，缓慢加热使反应体系温度逐步升高，当温度升到30℃停止搅拌，使马铃薯淀粉黄原酸酯与丙烯酸钠及丙烯酰胺进行共聚反应，当温度升到60℃时，取出产物，经剪碎、烘干、粉碎即得吸附重金属离子专用树脂，本实施例所制得的吸附重金属离子专用树脂对Pb²⁺的吸附量为747.79mg/g。