[发明专利]一种改性秸秆纤维吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性秸秆纤维吸附材料的制备方法，生产工艺如下：（1）接枝改性预处理秸秆纤维：将秸秆纤维加入氢氧化钠溶液中，油浴处理后过滤，水洗至中性，干燥得预处理秸秆纤维；将预处理秸秆纤维、柠檬酸和磷酸二氢钾溶于去离子水中，放入烘箱中反应，水洗后干燥；（2）超声浸渍处理秸秆纤维：向羟基磷灰石中加去离子水，超声处理，与接枝改性预处理秸秆纤维混匀，浸泡，取出滤干，烘干；（3）改性秸秆纤维吸附材料的制备：将偶联剂在乙醇水溶液中搅拌水解，喷洒在超声浸渍处理的秸秆纤维表面，干燥得偶联剂处理的秸秆纤维；将缓冲溶液水浴加热，加入木聚糖酶搅拌、偶联剂处理的秸秆纤维处理，水洗至中性，干燥得改性秸秆纤维吸附材料。

技术领域

本发明属于秸秆改性技术领域，具体涉及一种改性秸秆纤维吸附材料的制备方法。

背景技术

镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）是目前中国耕地土壤和水资源重金属污染最主要的元素之一。土壤和地下水中的Cd²⁺、Cu²⁺和Cr⁶⁺可经由植物进入食物链，危害人类和其他动物的健康。秸秆作为一种农林废弃物，其成本低廉且来源广泛。秸秆表面官能团丰富、孔隙结构发达，常被用作吸附研究对象。

本发明通过对秸秆纤维进行氢氧化钠预处理、柠檬酸接枝改性、羟基磷灰石超声浸渍改性处理、生物酶和偶联剂复合处理制备了改性秸秆纤维吸附材料，对重金属离子Cd²⁺、Cu²⁺和Cr⁶⁺的吸附容量大、吸附效果好。

发明内容

本发明的目的是针对现有问题，提供了一种改性秸秆纤维吸附材料的制备方法，按照本发明方法处理的秸秆纤维比表面积大，对重金属离子Cd²⁺、Cu²⁺和Cr⁶⁺的吸附容量大、吸附效果好。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种改性秸秆纤维吸附材料的制备方法，具体生产工艺如下：

第一步：先采用氢氧化钠对秸秆纤维进行预处理，再采用柠檬酸对预处理秸秆纤维进行接枝改性，经柠檬酸改性后的秸秆纤维表面有一些团状结构和薄片状结构，改性后成功引入了柠檬酸的羧基基团；接枝改性预处理秸秆纤维：将50-70份秸秆纤维1:80加入到氢氧化钠溶液中，在60-70℃油浴中处理1-2h后过滤，水洗至中性，在50-55℃下干燥得预处理秸秆纤维；将所得预处理秸秆纤维、7.5-10.5份柠檬酸和6.25-8.75份磷酸二氢钾溶于2000-2800份去离子水中，放入135-145℃烘箱中反应3-4h，水洗3-5次后，在50-55℃下干燥；柠檬酸是一种天然绿色的三元有机酸，可通过酯化交联至秸秆纤维表面，引入羧基后的秸秆纤维对废水中的重金属Cu²⁺和Cr⁶⁺的吸附能力可大大提升；

第二步：对接枝改性预处理秸秆纤维进行羟基磷灰石超声浸渍处理改性，改性处理可有效地在秸秆纤维表面负载相应官能团，羟基磷灰石浸渍处理使秸秆纤维表面磷酸盐增多，比表面积增加，提高了官能团的种类与数量，从而提高对Cd²⁺的吸附容量，对Cd²⁺的吸附更快且更加稳定，具有良好的应用潜力；超声浸渍处理秸秆纤维：向10-14份羟基磷灰石中1:250加入去离子水，在超声下处理30-40min后，与（1）中所得接枝改性预处理秸秆纤维混合均匀，浸泡1-2h，取出滤干后，在80-85℃下烘干；