[发明专利]一种硫代氨基甲酸盐类改性柚子皮吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用农林废弃物制备重金属离子吸附剂的方法，特别涉及一种硫代氨基甲酸盐类改性柚子皮吸附剂及其制备方法。

背景技术

柚子是我国的主要水果之一，在南方许多地区大量种植，柚子皮占柚子总质量的50%左右，是一种常见的农林废弃物。实际上，柚子皮具有丰富的微孔结构和毛细管结构，较大的比表面积，在生物质表层结构中还含有大量的羟基、羧基等活性基团，与重金属离子的反应活性较高，可作为良好的重金属离子吸附剂应用于工业废水的处理方面，且吸附剂不溶于水，便于分离回收和循环再利用，实现环境的可持续发展。如周晖等用柚子皮吸附污水中的Cu²⁺和Zn²⁺[周晖，韩香云. 柚子皮吸附废水中重金属的研究.污染防治技术.2013,26(2):11-15]；刘敬勇等用ZnCl₂改性柚子皮吸附水中Pb²⁺，[刘敬勇，黄桂虹等.改性柚子皮吸附剂对模拟废水中Pb(Ⅱ)的吸附性能[J].生态与农村环境学报.2012,28(2)：187-191]；Mehmet E A等用柚子皮吸附水中的活性艳蓝-114染料[Mehmet E A,Dunyamin Guclu, Mustafa Karatas. Adsorption of Reactive Blue114 dye by using a new adsorbent: Pomelo peels [J].Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2014,20:1079-1084]；Pawadee M.等用柚子皮吸附水中亚甲基蓝染料[Pawadee M., Jaruwan K., Chaiwut G. Pomelo (Citrus maxima) pectin: Effects of extraction parameters and its properties [J]. Food Hydrocolloids.2014,35:383-391]，都证明了柚子皮良好的吸附性能。但柚皮中存在的大量羟基和羧基易形成分子内和分子间氢键，影响其反应活性。硫代氨基甲酸结构中含有氮、硫等杂原子，具有很强的配位能力，可与重金属离子形成螯合物，因而通过化学改性将硫代氨基甲酸引入柚皮结构上，可以增强柚皮对重金属离子的吸附性能。

以柚子皮作为原料制备吸附剂，不仅解决了污水中重金属离子的处理问题，而且解决了固体农业废弃物的处理，实现“以废治废”，使废弃的生物质能变废为宝，具有净化环境的双重效果。

发明内容

本发明提供一种硫代氨基甲酸盐类改性柚子皮吸附剂及其制备方法，可应用于废水废渣中重金属离子的处理。本发明制备工艺简单，可操作性强，吸附性能好，实现“以废治废”，利于环境的可持续发展。

本发明的具体技术方案如下：

一种硫代氨基甲酸盐类改性柚子皮吸附剂制备步骤如下：

①柚子皮的预处理：新鲜健康的柚子皮自然晾干，用去离子水洗涤浸泡，在鼓风干燥箱中烘干至恒重。研磨筛分，置于干燥器中待用；

②四硫代氨基甲酸的合成：量取一定量的CS₂和胺类化合物，胺类化合物置于锥形瓶中，30~40℃水浴加热，将二硫化碳溶于有机溶剂中，搅拌下缓慢加入二硫化碳-有机溶剂的混合溶液，反应一段时间，抽滤，用无水乙醇洗涤 2次，制得四硫代联氨基甲酸；

③四硫代氨基甲酸改性柚子皮：取一定量步骤①制得的柚子皮粉末，溶于有机溶剂中，同时加入步骤②制得的四硫代氨基甲酸，在60~100℃温度下搅拌6~12h。反应后抽滤，滤渣用无水乙醇和去离子水多次洗涤，在60~80℃下烘干，冷却，即制得改性柚子皮吸附剂。

步骤②所述的胺类化合物包含乙酰苯胺、三乙醇胺、取代苯胺等一种或多种。

步骤②所述的CS₂和胺类化合物的摩尔比优选为1：1~1.5。

步骤②所述的有机溶剂优选为体积比为1:4~6的环己醇和丙酮的混合物。

步骤③所述的有机溶剂包含甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇等一种或多种。

步骤③所述的柚子皮粉末与有机溶剂的质量体积比优选为1:10~100。

步骤③所述的柚子皮粉末与硫代氨基甲酸的体积比优选为1:1~5。

本发明的有益效果如下。

（1）本发明以农林废弃物为原料制备重金属离子的吸附剂，降低生产成本，“以废治废”，实现了环境的可持续发展。