[发明专利]一种吸附重金属离子的改性苎麻纤维多孔微球吸附剂及其制备方法与应用

摘要

本发明提供一种吸附重金属离子的改性苎麻纤维多孔微球吸附剂及其制备方法与应用，所述吸附重金属离子的改性苎麻纤维多孔微球具有羧酸根基团，可以与镉离子(Cd²⁺)、铅离子(Pb²⁺)、锌离子(Zn²⁺)、铜离子(Cu²⁺)、锰离子(Mn²⁺)、镍离子(Ni²⁺)等以离子键的方式相结合，从而达到吸附目的；该改性苎麻纤维多孔微球吸附剂不仅吸附效果好，而且可以循环使用和再生，在20℃下，镉离子溶液浓度为200mg·L^‑1时，苎麻纤维多孔微球的吸附量可达156.8mg·g^‑1，经过吸附‑再生五次循环，其吸附量仍可达135.2mg·g^‑1。该改性苎麻纤维多孔微球的制备方法简单且绿色环保，主要原料苎麻价格低廉，可再生；该吸附剂的应用工艺简单，可实施性强，较适合广泛推广和应用。

主权项

1.一种吸附重金属离子的改性苎麻纤维多孔微球吸附剂的制备方法，所述改性苎麻纤维多孔微球具有羧酸根基团，球体表面有明显的小孔，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)三醋酸苎麻纤维的制备：将苎麻纤维在冰醋酸中溶胀2‑4h，然后将其溶于体积比为1：1的乙酸酐和乙酸的混合溶液中，向体系中滴加硫酸，硫酸的用量为乙酸酐和乙酸总体积的0.8～1.2％，在55℃下反应2‑5h，反应结束后，用无水醋酸镁中和体系中的硫酸至pH为7‑8，然后将上述反应物倒入蒸馏水中沉淀出三醋酸苎麻纤维，最后将所得三醋酸苎麻纤维多次离心冲洗至中性，再真空干燥；(2)苎麻纤维乳液的制备：将步骤(1)所得的干燥三醋酸纤维溶于二氯甲烷，得到澄清透明的溶液，向上述溶液中加入司盘80，搅拌混合均匀，将上述混合液加入到十二烷基磺酸钠的水溶液中，得到水包油乳液；三醋酸苎麻纤维与司盘80的重量比为0.3：0.375，二氯甲烷与十二烷基磺酸钠水溶液的体积比为1：5；十二烷基磺酸钠水溶液中十二烷基磺酸钠的质量分数为0.5％～1％；(3)苎麻纤维多孔微球的制备：将步骤(2)所得的水包油乳液倒入大量的N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，水包油乳液与N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)的体积比为1：5～20，不断搅拌使二氯甲烷扩散到DMF溶液中，得到沉淀物，将所述沉淀物进行离心分离得到苎麻纤维多孔微球，先用蒸馏水冲洗所得苎麻纤维多孔微球，再用乙醇多次清洗，最后真空干燥，得到纯净的苎麻纤维多孔微球；(4)苎麻纤维多孔微球的化学修饰：称取一定量的步骤(3)所得的苎麻纤维多孔微球，放入三口烧瓶中，先加入NaOH碱化，再加氯乙酸搅拌反应，按重量比计算，苎麻纤维多孔微球：氯乙酸＝1：0.1～0.3，反应完成后，最后过滤、洗涤、干燥，得到改性苎麻纤维多孔微球吸附剂。