[发明专利]一种重金属离子型工业废水的处理方法

说明书

本发明涉及有机改性和工业废水处理技术领域。本发明提供了一种重金属离子型工业废水的处理方法，该方法通过天然的生物高分子化合物壳聚糖与交联剂发生交联作用，再用六乙烯七胺进行改性。该方法所需原料来源广泛、易得，涉及的工业废水处理路线容易实现工业化。通过对壳聚糖的交联改性，克服了壳聚糖在酸性溶液中因溶解而流失的缺点，同时增加了壳聚糖对金属离子的吸附能力，更有利于处理工业废水中的金属离子。

技术领域

本发明涉及有机改性和工业废水处理技术领域，具体涉及一种重金属离子型工业废水的处理方法。

背景技术

壳聚糖(Chitosan,简称CTS)又名脱乙酰甲壳素，是由资源丰富的甲壳质经过脱乙酰作用得到的一种天然的生物高分子化合物，分子式：(C₆H₁₁NO₄)N；分子量161.2；化学名：聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖；英文化学名：Polyglucosamine(1-4)-2-amino-B-Dglucose。

结构式如下：

壳聚糖是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖,是由β-(1,4)-2-乙酰胺基-D-葡糖单元和β-(1,4)-2-氨基-D-葡糖单元组成的共聚物，具有安全无毒性、成膜性和抑菌性等，广泛用于农业、环保、医药、化妆品等领域。壳聚糖分子上大量的-OH和-NH₂能够提供与多种金属离子反应的活性吸附位点，作用机理包括配位、螯合、静电等，可用于重金属废水的处理。但因壳聚糖机械强度不高、易在酸性介质中溶解。壳聚糖对金属离子的吸附容易受到被处理溶液的理化性质和自身分子间氢键的影响，使得壳聚糖的应用受到很大的限制。

交联剂主要为无机盐类，主要包括乙酸铬、柠檬酸铝等高价金属络合物，此类交联剂由于用量大，易对环境造成二次污染。

发明内容

针对上述现有技术问题，本发明提供了一种重金属离子型工业废水的处理方法，该处理方法对重金属离子吸附和去除效果更好，且对环境更友好。

本发明采用以下的技术方案：

一种重金属离子型工业废水的处理方法，使用改性壳聚糖处理工业废水溶液，所述改性壳聚糖通过壳聚糖与交联剂发生交联作用，再用六乙烯七胺进行改性，所述交联改性包括如下步骤：

第一步：交联剂水性酚醛树脂的合成

将苯酚加热至65℃熔融后，加入氢氧化钾，保温反应30min，加入38％的甲醛溶液，升温至70℃，搅拌2h后，再加入氢氧化钾，再次升温至75℃，搅拌1h后，再加入38％的甲醛溶液，保温反应50min，最后旋蒸反应液得暗红色油状物；

第二步：交联壳聚糖的制备

称取壳聚糖溶于甲酸溶液后，加入至碳酸氢钠溶液中，过滤，将过滤后的壳聚糖凝胶水洗调节pH，再投入至容器内，依次加入乙醇和交联剂，于25℃下搅拌反应3h后，升温至70℃继续反应4h后抽滤，取滤饼依次用乙醇和去离子水洗至中性，烘干即得交联壳聚糖。

第三步：六乙烯七胺的合成

将1,2-二氯乙烷和氨水放入容器中，加入催化剂碳酸铯升温至80℃，搅拌反应8h，再用碳酸氢钠中和反应液，随后减压蒸馏得黄色固体，再将固体用无水乙醇升温至65℃溶解，再在低温槽中0～5℃下冷却析晶，2h后，抽滤反应液，得淡黄色目标产物；

具体反应式如下：

第四步：六乙烯七胺改性交联壳聚糖制备

将交联壳聚糖加入到异丙醇和环氧氯丙烷的混合溶液中，升温至60℃，搅拌反应24h，过滤后，将滤饼加入至乙醇溶液中，随后加入六乙烯七胺，升温至60℃反应12h后，用碳酸钠调节溶液pH，过滤，滤饼依次用乙醇和去离子水洗涤，真空干燥即得黄色固体的六乙烯七胺改性交联壳聚糖。