[发明专利]一种多糖基重金属吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多糖基重金属吸附材料及其制备方法，将NaOH固体溶于乙醇溶液中，得到NaOH醇溶液；取柑橘果胶粉末溶解于NaOH醇溶液中，并搅拌反应；将产物静置过夜，然后减压过滤，并将滤渣溶于乙醇溶液中，调节pH至强酸性，然后静置；将产物减压过滤后，滤渣溶于乙醇溶液和HCl溶液的混合溶液中，并搅拌反应；将产物减压过滤后，将滤渣采用乙醇溶液冲洗后进行冷冻干燥即得改性果胶粉末；将改性果胶粉末溶于去离子水中，得到改性果胶溶液；边搅拌边将改性果胶溶液滴加至氯化钙溶液中进行反应；反应结束后，利用筛网进行过滤得到微球，将微球用去离子水清洗后冷冻干燥，得到钙离子交联的改性果胶微球，即重金属吸附材料。

技术领域

本发明涉及重金属离子吸附领域，具体涉及一种多糖基重金属吸附材料及其制备方法。

背景技术

现代工业的快速发展在带动经济的同时，也导致重金属污染日益加剧。由于重金属离子具有快速扩散、剧毒性、不可生物降解等特点，如何使其高效安全的去除已成为研究的热点。重金属离子的去除方法一般有：化学沉淀法、吸附法、膜滤法、离子交换法、电渗析法和絮凝法。因为吸附法的经济效率高，绿色无污染，重现性好，成为这些技术中的首选方法。而化学吸附是主要的吸附方式，因为某些吸附剂的功能基团可以螯合金属离子，通常包括一些配位原子，但是往往效率很低而且价格昂贵，在使用过程中对环境有一定危害。特别是在处理微量重金属离子污染的水溶液时，效果微乎其微。

与传统吸附方法相比，目前生物吸附被认为是最合适的方法，其中吸附剂的作用至关重要。常用的生物吸附剂有壳聚糖、果胶、海藻酸盐等，来源广泛，方便易得，绿色环保。果胶是一种生物可降解性、无毒性的天然聚阴离子多糖，含有羧基和羟基，可与重金属离子发生配位作用，但是直接将果胶应用于重金属离子的吸附，存在吸附量低、不方便后续处理、不能回收利用等缺陷。

如何显著提高果胶对重金属离子的吸附量，拓宽果胶的应用范围，在应用过程中方便后续回收处理和重复使用，提高经济效率，简化使用过程是当前需要解决的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多糖基重金属吸附材料及其制备方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明通过对果胶进行化学改性，降低果胶的酯化度，使果胶分子中更多的羧基和羟基裸露出来，从而增加与重金属离子的作用位点，大大的提高了果胶的吸附量。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多糖基重金属吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将NaOH固体溶于乙醇溶液中，得到NaOH醇溶液；

步骤二：取柑橘果胶粉末溶解于NaOH醇溶液中，并搅拌反应；

步骤三：将步骤二得到的产物静置过夜，然后减压过滤，并将滤渣溶于乙醇溶液中，调节pH至强酸性，然后静置；

步骤四：将步骤三得到的产物减压过滤后，滤渣溶于乙醇溶液和HCl溶液的混合溶液中，并搅拌反应；

步骤五：将步骤四得到的产物减压过滤后，将滤渣采用乙醇溶液冲洗后进行冷冻干燥即得改性果胶粉末；

步骤六：将改性果胶粉末溶于去离子水中，得到改性果胶溶液；

步骤七：边搅拌边将改性果胶溶液滴加至氯化钙溶液中进行反应；

步骤八：当步骤七反应结束后，利用筛网进行过滤得到微球，将微球用去离子水清洗后冷冻干燥，得到钙离子交联的改性果胶微球，即重金属吸附材料。

进一步地，步骤一中乙醇溶液的体积分数为85％-95％，NaOH醇溶液中NaOH的浓度为0.5mol/L-1.0mol/L。

进一步地，步骤二中每500mLNaOH醇溶液中加入5g-10g柑橘果胶粉末，搅拌反应温度为4℃-10℃，时间为3h-5h。