[发明专利]一种重金属吸附剂-木质素微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种重金属吸附剂‑木质素微球的制备方法。该方法包括以下步骤：称取木质素,使用咪唑类离子液体为溶剂，在微波辅助溶解的条件下,配置离子液体‑木质素溶液。然后在搅拌下，向离子液体‑木质素溶液中加入植酸水（加植酸水速度通过蠕动泵控制），直至溶液中的植酸水含量达到75%以上停止，继续搅拌30 min后，将所得木质素微球进行过滤或离心分离,依次进行洗涤、干燥，得木质素微球。本发明制备的木质素微球绿色环保,反应条件温和,对环境友好。并且本发明的木质素微球的制备方法工艺简单、安全,操作方便,所得产品能够高效地处理重金属离子废水,为重金属废水处理提供了一种高效简便的方法,具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及重金属吸附剂领域，具体涉及一种重金属吸附剂-木质素微球的制备方法。

背景技术

随着人口和工厂数量的不断增加，能源及环境问题日益加剧，如何更加有效的利用可再生资源如生物质资源，越来越受到科研工作者的关注。

木质素是一种可持续利用的天然高分子化合物，它广泛存在于草本植物和木本植物的木质部中，与纤维素和半纤维素共同构成植物体骨架。木质素在自然界中的储量庞大，仅次于纤维素，每年由植物生长所生成的木质素在世界范围内多达1500亿吨，是一种用之不竭、取之不尽的可再生天然资源。商业木质素作为造纸工业的副产品,存在于造纸黑液中,很少被进一步的加工和利用,造成了资源的浪费,甚至带来环境问题。木质素有很好的分散性、阻燃性、耐溶剂性、热稳定性,其分子具有多种活性官能团芳香基、酚羟基、醇羟基、甲氧基、羧基、共轭双键等,在现代工业中有较高的利用价值。

随着我国经济和工业的迅猛发展，重金属对环境尤其是对水体的污染越来越严重，重金属离子随污染水体进入地表水、地下水和土壤造成严重的污染,并且在生物体内累积,很易通过根系进入植物体而被吸收,抑制作物生长发育,降低产量,并进一步通过食物链的传递和富集进入人体,受重金属污染的食品，不仅对人类健康产生严重威胁，还会使中国对外贸易和经济遭受巨大损失。大量的物理化学方法已被用于去除污水中重金属，常用的污染物处理方法有化学沉淀，离子交换，渗透，反渗透，电化学处理，电渗析和活性炭吸附等。通过这些方法的比较，吸附法因其成本低，工艺简单且去除率高，对水中无机污染物和有机污染物都有良好的去除效果，已被认为是有望广泛推广的方法。活性炭因其较大的比较面积，良好的吸附能力和热力学性质，在吸附过程中基于活性炭多孔表面化学和孔结构可用于污水吸附处理。但是活性炭由于价格昂贵限制了其污水处理中的应用。木质素作为一种天然的绿色高分子材料,在制浆过程中木质素分子发生断裂的同时，还会在原有的疏水骨架上引入羟基、羧基和磺酸基等亲水基团，使得木质素具有一定的两亲特性和表面活性，这不仅可以与重金属离子形成金属络合物,从而吸附重金属离子,同时也可以吸附有机大分子物质。中国专利106582549公开了一种单分散木质素微球的制备方法，但其制备工艺复杂，制备周期长，微球的得率低等缺点。而中国专利104437396A公开了一种木质素胺微球的制备,但是由于采取传统的乳液聚合制备方法,所制得的微球存在粒径大小不一,分布范围宽,机械强度差,形貌可控性差等不足,大大降低了其实际应用性能。

鉴于现有的木质素微球制备工艺及技术存在的各种各样的问题和缺陷,本发明人积极加以研究和创新,利用咪唑离子液体本身具有的两亲性质和其对于木质素的高溶解率的优点，通过离子液体充当溶剂、表面活性剂，最终发明了一种pH响应型木质素微球的制备方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种重金属吸附剂-木质素微球的制备方法，从而克服现有制备木质素微球工艺复杂,且制备得到的木质素微球得率不高，粒径大小不均一,吸附效果差等缺点。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种重金属吸附剂-木质素微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取木质素,使用咪唑类离子液体为溶剂，在微波辅助溶解的条件下,配置离子液体-木质素溶液；