[发明专利]一种玉米淀粉基吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附剂材料，特别涉及一种淀粉基吸附剂及改性方法，属于化学领域。

背景技术

随着工业的迅速发展，化工技术应用越来越广泛，给我们生活带来方便的同时，也造成了许多污染，特别是水体污染，而水污染的污染源之一就是重金属，重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等因素所致，重金属具有不易移动溶解的特性，进入生物体后不能被排出，会造成慢性中毒。

重金属污染物一般具有潜在危害性。它们与有机污染物不同，水中的微生物难于使之分解消除，经过“虾吃浮游生物，小鱼吃虾，大鱼吃小鱼”的水中食物链被富集，浓度逐级加大。而人正处于食物链的终端，通过食物或饮水，将有毒物摄入人体，若这些有毒物不易排泄，将会在人体内积蓄，引起慢性中毒。在生物体内的某些重金属又可被微生物转化为毒性更大的有机化合物，例如众所周知的水侯病就是由所食鱼中含有氯化甲基汞引起的，“痛痛病”则由镉(Cd)污染引起的，这些震惊世界的公害事件都是工厂排放的污水中含有这些重金属所致。因此，重金属污染防治一直是环境科学研究的热点。

目前常用来处理含重金属废水的方法有中和沉淀法、硫化物沉淀法、氧化/还原法、螯合树脂法、电解还原法等，其中中和沉淀法、硫化物沉淀法、氧化/还原法等方法普遍存在试剂量大、处理成本高、易造成二次污染等问题，吸附法主要是利用高比表面积或具有多孔结构的物质作为吸附材料去除吸附重金属离子，该法的核心是吸附剂的选择，常用的吸附剂有活性炭、矿物质、分子筛和微生物，而淀粉类吸附材料具有可再生、可生物降解、成本低廉等优点，是一种具有发展前景的吸附剂。

淀粉是二氧化碳和水在植物组织中通过光合作用而合成的，属于天然高分子碳水化合物，是由α-D-六环葡萄糖组成的多聚葡糖糖。它广泛存在于植物细胞组织中，是自然界存在数量仅次于纤维素且具有可再生性的碳水化合物，是一种重要的绿色化工原料，玉米淀粉存在玉米果实当中，玉米淀粉通过化学、物理的方法进行处理可以得到比天然淀粉更优良的性质，天然玉米淀粉通过交联共聚反应可以制备出一种淀粉微球衍生物，其外观规则，粒度均匀，具有空间网状结构，因此可将其用于制备一种处理重金属废水的吸附材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米淀粉基吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

⑴ 取一定量玉米淀粉，加入适量蒸馏水，置于水浴加热，持续搅拌至透明；

⑵ 然后冷却至室温，加入适量过硫酸钾，溶解；

⑶ 将体系温度调至40-50℃，加入一定量的0.2mol/L的硝酸铈铵溶液引发剂；

⑷ 加入一定量的丙烯酸和蒙脱土，并搅拌使充分反应1-2h；

⑸  加入一定量的NaOH溶液，调节溶液PH=7；

⑹ 再依次用丙酮、水洗；

⑺ 最后真空干燥，即为产品。

 优先地，步骤⑴中水浴加热温度不超过85℃。

 优先地，步骤⑶中添加的硝酸铈铵溶液的量与玉米淀粉的比例为10mL:1g。

 优先地，步骤⑷中添加的丙烯酸和蒙脱土的质量比为1：1。

本发明具有下列优点和特性：

⑴反应流程简捷、耗时短；

⑵原料丰富，价格低廉；

⑶不造成二次污染，环境友好。

具体实施方式

实施例一：

取4g玉米淀粉放入烧杯中，加入80ml蒸馏水，并装一机械搅拌机，置于水浴中加热，加热温度调至70℃，持续搅拌，溶液透明后冷却至室温，再往容器中加入1g过硫酸钾粉末，将体系温度调至40℃，加入0.2mol/L的硝酸铈铵溶液40mL，再加入8g的丙烯酸和8g的蒙脱土，搅拌使其充分反应1h后， 再缓慢滴入0.1mol/L NaOH溶液，当溶液PH=7时，停止滴入，然后倒入丙酮中，沉淀用水洗，最后真空干燥，即为产品。

实施例二：

取10g玉米淀粉放入烧杯中，加入150ml蒸馏水，并装一机械搅拌机，置于水浴中加热，加热温度调至80℃，持续搅拌，溶液透明后冷却至室温，再往容器中加入2.5g过硫酸钾粉末，将体系温度调至45℃，加入0.2mol/L的硝酸铈铵溶液100mL，再加入20g的丙烯酸和20g的蒙脱土，搅拌使其充分反应1.5h后， 再缓慢滴入0.1mol/L NaOH溶液，当溶液PH=7时，停止滴入，然后倒入丙酮中，沉淀用水洗，最后真空干燥，即为产品。

实施例三：

取20g玉米淀粉放入烧杯中，加入400ml蒸馏水，并装一机械搅拌机，置于水浴中加热，加热温度调至85℃，持续搅拌，溶液透明后冷却至室温，再往容器中加入5g过硫酸钾粉末，将体系温度调至50℃，加入0.2mol/L的硝酸铈铵溶液200mL，再加入40g的丙烯酸和40g的蒙脱土，搅拌使其充分反应2h后， 再缓慢滴入0.1mol/L NaOH溶液，当溶液PH=7时，停止滴入，然后倒入丙酮中，沉淀用水洗，最后真空干燥，即为产品。