[发明专利]一种吡啶功能化海藻酸钠吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种吡啶功能化海藻酸钠吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S1：利用聚乙烯亚胺和海藻酸钠制备海藻酸钠与多胺的混合母液；S2：将环氧氯丙烷滴加到步骤S1中得到的混合母液中，进行交联反应，得到混合交联母液；S3：将S2中所得的混合交联母液滴加到凝固浴中，经沉淀凝固得到复合微球；S4：将步骤S3中的复合微球经索氏抽提器进行抽提；S5：将S4中得到的微球、2‑氯甲基吡啶盐酸盐及碳酸钠置于乙醇的水溶液中，在油浴中搅拌反应，将所得微球洗涤至中性，脱水，得到吡啶功能化海藻酸钠吸附剂。利用上述方法制得的吸附剂含氮功能基吸附位点多，孔径较大，吡啶基和胺基上的多个氮原子可对重金属发挥配位螯合作用和对抗生素发生氢键、离子交换等作用。

技术领域

本发明涉及一种吡啶功能化海藻酸钠吸附剂的制备方法，属于改性吸附剂合成领域。

背景技术

海藻酸钠(SA)是多糖聚合物，含有氨基和羧基，可以与钙离子等金属离子形成三维网状水凝胶、可制备成微球，被广泛应用于水处理领域。海藻酸钠分子链上有部分羟基、羧基或者氨基，但其活性功能基密度低并且较为单一，对重金属和抗生素的摄取量不高，无法较好地对复杂水体中的重金属和抗生素进行有效去除。

现有技术中虽然有关于海藻酸钠吸附剂改性的相关文献，但由于所制得的吸附剂功能基数量较少，并且孔径较小，只能吸附单一的重金属或抗生素，无法同步去除重金属和抗生素。如朱一民等研究了用海藻酸钠作为吸附剂高效去除水相中的Cu²⁺（魏德洲,朱一民,沈岩柏.海藻酸钠吸附铜离子的研究[J].东北大学学报自然科学版,2003,6(24):589-592）。专利CN201710343524.4提供了一种海藻酸钠-水滑石-石墨烯凝胶球去除水体中重金属铅离子的方法，海藻酸钠中加入了氧化石墨烯，不仅提高了凝胶球的机械强度和韧性,而且使得吸附剂内能与金属离子反应的官能团也增加了。专利CN201810159080.3公开了一种用于四环素类抗生素吸附的改性海藻酸钠吸附材料及其制备方法，将海藻酸钠和溶剂按质量体积比为1～3：97～99的比例混合搅拌均匀,使海藻酸钠充分溶胀,超声脱泡脱气,得到海藻酸钠溶胶；然后将海藻酸钠溶胶匀速地滴入到质量浓度为1～10wt％金属盐溶液中,搅拌,交联反应2～24h,过滤,干燥,即得用于四环素类抗生素吸附的改性海藻酸钠吸附材料。王爽等制备了海藻酸钠凝胶球并对其改性用于处理偏二甲肼废水，后实验发现加入质量分数0.2%的氧化石墨烯(GO)后,得到的SA/PEG/GO凝胶球的机械性能得到改善,并且吸附率可达33%（文献王爽,许国根,贾瑛,王坤.改性海藻酸钠凝胶球的制备及去除偏二甲肼研究[J].化工新型材料,2019,47(09):178-181）。

针对现有生物质吸附剂很难达到对重金属离子和不同尺寸大小的抗生素进行同步有效去除，解决在宽泛pH和盐度范围下协同吸附去除重金属离子和抗生素的问题，本发明提供一种吡啶功能化海藻酸钠吸附剂的制备方法。

发明内容

本发明提供一种吡啶功能化海藻酸钠吸附剂的制备方法，用于重金属和抗生素的协同去除。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种吡啶功能化海藻酸钠吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：利用聚乙烯亚胺和海藻酸钠制备海藻酸钠与多胺的混合母液；

S2：将环氧氯丙烷滴加到步骤S1中得到的混合母液中，进行交联反应，得到混合交联母液；

S3：将S2中所得的混合交联母液滴加到凝固浴中，经沉淀凝固得到复合微球；

S4：将步骤S3中的复合微球经索氏抽提器进行抽提，去除微球内部残留的少量多胺；

S5：将S4中得到的微球、2-氯甲基吡啶盐酸盐及碳酸钠置于乙醇的水溶液中，在油浴中搅拌反应，制得修饰吡啶的海藻酸钠吸附剂，所得微球依次用乙醇和蒸馏水洗涤至中性，脱水，得到吡啶功能化海藻酸钠吸附剂。