[发明专利]壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了壳聚糖‑腐植酸复合广谱两性吸附剂及其制备方法和应用，属于天然高分子材料合成技术领域。该方法为向可溶性腐殖酸钠水溶液中加入壳聚糖粉末，搅拌均匀后加醋酸得水溶液体系；向环己烷中加司班80，搅拌均匀得有机体系；向容器中先后加入有机体系和水系，搅拌使水系在有机体系中分散成液珠；将有机体系和水系加热，将戊二醛、环己烷和乙醇组成的均一交联体系逐滴滴入其中；再加入聚丙烯酸溶液，溶液中液珠固化为小球，小球在酸和碱中活化得吸附剂。此吸附剂可同时用于吸附正电荷和负电荷型吸附质，也可用于吸附染料和重金属，对于同时含重金属和染料的实际废水可通过调节废水pH值选择性吸附重金属和染料，实现重金属回收。

技术领域

本发明属于天然高分子材料合成技术领域，具体涉及一种壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业化进程的加快，水污染危机正严重地威胁着人类和环境安全，水污染治理刻不容缓。水体中最常见的污染物就是染料和重金属，染料除了难降解和有生物毒性以外，其对光线的强烈吸收也会影响水体中浮游生物的光合作用，从而破坏水体生态系统；重金属元素毒性大难降解，在水体中不但能直接通过饮用水和生活用水作用于人体，而且可以在水生动植物体内伏击积累，进入食物链造成更大的危害。

为了控制水污染对环境和人类的危害，多种水污染控制技术发展也日臻完善，包括混凝、催化氧化、生物技术和吸附等。吸附技术具有处理彻底，污染物残留浓度低，处理速度快等优点，是目前深度处理废水中污染物的最实用方法。对于水体中一些有毒难降解污染物包括重金属和染料等，可以采用吸附法进行彻底处理。由此，吸附剂的开发研究在当前形势下具有很重要的意义。常见的吸附剂包括活性炭、离子交换树脂和硅胶等，存在着成本高、不易降解和容易产生二次污染等问题，所以开发新型天然高分子吸附剂是近些年研究的重要课题，这些吸附剂要求原材料天然成本低、吸附效率高、不带来二次污染。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的一个技术问题在于提供一种壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂。本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂的制备方法。本发明要解决的技术问题还有一个在于提供一种壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂在高效吸附重金属离子和污染物染料中的应用。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)向可溶性腐殖酸钠水溶液中加入壳聚糖粉末，磁力搅拌使之分散均匀，然后加入醋酸，搅拌完全溶解，得到水溶液体系；

(2)向环己烷中加入司班80，搅拌均匀得有机体系；

(3)向反应容器中先后加入有机体系和水溶液体系，加完后高速机械搅拌使水系在有机体系中分散成液珠；配制戊二醛、环己烷和乙醇均一交联体系；将上述有机体系和水溶液体系组成的反应体系加热，将均一交联体系逐滴滴入反应体系中反应；再加入聚丙烯酸溶液，待溶液中的液珠固化为小球，过滤出小球；得到的小球分为两份，分别在酸和碱中活化，得到壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂。

所述壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂的制备方法，可溶性腐殖酸钠水溶液的浓度为 0.02～0.1g/ml，可溶性腐殖酸钠与壳聚糖的质量比为1:1～2:1，壳聚糖与醋酸的用量比为 1g:0.5～2.0ml。

所述壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂的制备方法，环己烷与司班80的体积比为 200:1～250:1；水溶液体系与有机体系的体积比为1:5～1:8。

所述壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂的制备方法，将所述有机体系和水溶液体系组成的反应体系加热到20～45℃后，将均一交联体系逐滴滴入反应体系反应1～1.5h。

所述壳聚糖-腐植酸复合广谱两性吸附剂的制备方法，酸活化为将合成后的小球在 0.05～0.1mol/l的盐酸中活化1～2h。