[发明专利]化学接枝改性的生物质吸附剂的制备方法

说明书

化学接枝改性的生物质吸附剂的制备方法，本发明涉及一种生物质吸附剂的制备方法，它为了解决现有富含纤维素的生物质吸附剂对金属离子的吸附能力较弱的问题。制备方法：一、采用限氧升温炭化法对生物质材料进行热解处理，得到碳化后的生物质；二、将碳化后的生物质加入到吡啶的三氯甲烷溶液中，滴加4‑溴丁酰氯，密封反应混合液，振荡反应；三、将聚乙烯亚胺、KOH和叔戊醇混合，得到混合改性液，将洗净后的生物质浸入混合改性液中，在70～80℃的温度下振荡反应，得到化学接枝改性的生物质吸附剂。本发明利用物理和化学活化相结合的方法，通过碳化和接枝共聚改性，制备出新型高效环境友好型改性生物质吸附剂。

技术领域

本发明涉及一种生物质吸附剂的制备方法。

背景技术

近几年来，人们开始研究利用农业废弃物改性纤维素吸附剂，吸附、分离和提取废水中的重金属离子，与一般的重金属处理方法相比，该方法具有吸附量大、吸附速度快、成本低、操作简单、不产生二次污染等优点。因此，对这方面的研究便成了该领域的热点。农业废弃物因其来源广，主要化学成分为纤维素，半纤维素和木质素，具有较好的生物降解性能和一定的吸附性能成为当今最有前途的材料之一。富含纤维素的农作物废弃物已经在处理重金属离子污染方面成为一类可选的低值吸附剂。纤维素上的羟基是去除金属离子的有效基团，但是羟基基团不能有效的提高对金属离子的吸附能力和吸附选择能力。如何使农作物废弃物成为环境友好型高效吸附剂成为当今制备吸附剂的主流。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有富含纤维素的生物质吸附剂对金属离子的吸附能力较弱的问题，而提供一种化学接枝改性的生物质吸附剂的制备方法。

本发明化学接枝改性的生物质吸附剂的制备方法按照以下步骤实现：

一、采用限氧升温炭化法在350℃～600℃下对生物质材料进行热解处理，得到生物炭吸附剂，自然冷却后，粉碎生物炭吸附剂，得到碳化后的生物质；

二、将碳化后的生物质加入到吡啶的三氯甲烷溶液中，滴加4-溴丁酰氯，密封反应混合液，振荡反应10h～16h后过滤，用三氯甲烷冲洗，得到洗净后的生物质；

三、将聚乙烯亚胺、KOH和叔戊醇混合，得到混合改性液，将洗净后的生物质浸入混合改性液中，在70～80℃的温度下振荡反应，清洗，烘干后得到化学接枝改性的生物质吸附剂。

本发明制备得到的化学接枝改性的生物质吸附剂在重金属吸附方面极具优势，主要体现在以下方面：

(1)生物炭具有疏松多孔的结构，比表面积大，孔隙度较高，总孔容较大，具有较高的比表面能，为重金属吸附提供更多有效的位点；

(2)生物炭表面含有种类丰富多样的官能团如羟基、羧基、氨基等；同时可能含有促进吸附效能的矿物成分如P等；

(3)生物炭整体结构高度芳香化，具有较高的稳定性，不容易被氧化，从而解决其它种类吸附材料在反应过程中存在的易氧化问题；

(4)生物炭表面具有较多的负电荷，因此其阳离子交换量(CEC)比较大，而重金属离子一般带正电荷，这使的生物炭对重金属离子之间的静电吸引增强，从而表现出良好的吸附特性。

本发明生物质吸附剂中的纤维素接枝共聚物的合成大多为自由基聚合，即活性单体为带单电子的自由基连锁聚合。反应过程是在D-六环葡萄糖基上的游离羟基上(通过断环后)形成自由基，与接枝单体发生链式反应，从而引入新的功能性支链，从而增加对重金属的吸附作用。

本发明利用物理和化学活化相结合的方法，通过碳化和接枝共聚改性，制备出新型高效环境友好型改性生物质吸附剂。

附图说明

图1为实施例一制备得到的化学接枝改性的生物质吸附剂的电镜图。

具体实施方式