CN102258984A - 一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用 - Google Patents

一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN102258984A
CN102258984A CN 201110146573 CN201110146573A CN102258984A CN 102258984 A CN102258984 A CN 102258984A CN 201110146573 CN201110146573 CN 201110146573 CN 201110146573 A CN201110146573 A CN 201110146573A CN 102258984 A CN102258984 A CN 102258984A
Authority
CN
China
Prior art keywords
benzaldehyde
reaction
sulfate ion
mass concentration
sorbing material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201110146573
Other languages
English (en)
Other versions
CN102258984B (zh
Inventor
薛娟琴
郭莹娟
毕强
李国平
毛维博
洪涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN2011101465731A priority Critical patent/CN102258984B/zh
Publication of CN102258984A publication Critical patent/CN102258984A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102258984B publication Critical patent/CN102258984B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用，制备方法主要包括两部分，第一是选用天然高分子多糖壳聚糖进行交联改性制得三元交联壳聚糖，第二是对改性后的壳聚糖树脂进行负载改性制得三元交联负载壳聚糖，使用该材料进行硫酸根离子的吸附，吸附效果好，该材料具备天然壳聚糖的可降解性、生物相容性、环境友好性的特点，是一种非常具有开发潜力的新型吸附材料。

Description

一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用
技术领域
本发明涉及废水处理工艺，具体涉及废水中硫酸根离子的处理，尤其是涉及一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用。
背景技术
硫酸根离子存在于地表水、地下水或氯碱企业工艺、选矿冶金等行业中，对生产工艺造成一定程度的危害，同时对周围环境造成一定的污染，危害人体健康。目前去除废水中硫酸根的方法主要有化学沉淀法、膜分离法、中和回收法、生物法以及吸附法。其中化学沉淀法使用大量化学药品如氯化钡、氯化钙等，本身就会造成环境污染；膜分离法容易受到水里中复杂成分的影响，导致膜分离效率和选择应的严重下降；生物法处理成本相对较高；吸附法具有可处理各种不同浓度硫酸根溶液、吸附量大、吸附剂可以回收再生等有点，具有广泛的应用前景。
高分子吸附剂的出现为设计新型高效吸附剂提供了基础。天然高分子壳聚糖通过交联改性、接枝改性、壳聚糖-无机复合改性、过渡金属改性、分子印迹技术改性等技术，可用作吸附剂，进行重金属离子的螯合吸附剂以及一些生物类蛋白质和病毒、有机酸、酸性染料等的吸附剂。改性壳聚糖材料对一些无机阴离子的研究很少，采用的方法多是将壳聚糖进行交联后进行质子化，利用静电引力进行阴离子，吸附效果较差。
壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，运用交联改性以及过渡金属锆改性的方法处理壳聚糖，获得具有良好机械性能和吸附性能的硫酸根离子吸附剂。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，以甲醛为预交联剂，苯甲醛为交联剂，通过反相悬浮交联法将壳聚糖改性制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖树脂，再利用锆离子将所述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖改性，即可制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
具体包括以下步骤：
第一步，将0.1～5g壳聚糖溶于50～150ml质量浓度为1％～5％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入100～300ml液体石蜡，搅拌10min，滴加1～10ml山梨醇酐单油酸酯，乳化10min，滴加1～20ml质量浓度为35％～40％甲醛溶液，反应1h，然后滴加1～30ml质量浓度为80％～98％苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为7～14，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入50～100ml锆离子浓度为200～800mg/L的硝酸锆中，在10～60℃温度下，pH值为2～10，反应1～8h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
其中，调体系pH值为7～14可通过滴加0.1～1mol/L的NaOH来实现。
利用本方法制备的硫酸根离子吸附材料可应用于对废水中的硫酸根离子的吸附处理中。
与现有技术相比，本发明的优点在于
一、制备出的硫酸根离子吸附材料对废水中的硫酸根离子具有良好的吸附性能，吸附率可达90％以上，吸附容量大于90mg/g。
二、制备出的壳聚糖改性材料具有环境友好性和生物相容性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
制备实施例一
一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，具体包括以下步骤：
第一步，将0.1g壳聚糖溶于50ml质量浓度为5％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入100ml液体石蜡，搅拌10min，滴加1ml山梨醇酐单油酸酯，乳化10min，滴加1ml质量浓度为40％的甲醛溶液，反应1h，然后滴加1ml质量浓度为98％的苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为7，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入50ml锆离子浓度为200mg/L的硝酸锆中，在10℃温度下，pH值为2，反应1h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
制备实施例二
一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，具体包括以下步骤：
第一步，将5g壳聚糖溶于150ml质量浓度为1％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入300ml液体石蜡，搅拌10min，滴加10ml山梨醇酐单油酸酯，乳化10min，滴加20ml质量浓度为35％的甲醛溶液，反应1h，然后滴加20ml质量浓度为80％的苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为14，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入100ml锆离子浓度为800mg/L的硝酸锆中，在60℃温度下，pH值为10，反应8h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
制备实施例三
一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，具体包括以下步骤：
第一步，将3g壳聚糖溶于100ml质量浓度为3％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入200ml液体石蜡，搅拌10min，滴加5ml山梨醇酐单油酸酯溶液，乳化10min，滴加10ml质量浓度为36.5％的甲醛溶液，反应1h，然后滴加12ml质量浓度为90％的苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为9，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入80ml锆离子浓度为600mg/L的硝酸锆中，在40℃温度下，pH值为6，反应5h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
制备实施例四
一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，具体包括以下步骤：
第一步，将3.5g壳聚糖溶于95ml质量浓度为2％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入215ml液体石蜡，搅拌10min，滴加7ml山梨醇酐单油酸酯，乳化10min，滴加10ml质量浓度为39％的甲醛溶液，反应1h，然后滴加15ml质量浓度为95％的苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为8.5，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入78ml锆离子浓度为500mg/L的硝酸锆中，在30℃温度下，pH值为7.5，反应6h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
将上述制备实施例所制得的高效硫酸根离子吸附材料应用于对废水中的硫酸根离子的吸附处理，具体参照以下应用实施例：
应用实施例一
称取制备实施例中任意的0.1g制得的高效硫酸根离子吸附材料，加入到含有280mg/L的硫酸根离子的溶液中，调节溶液pH为3～7，静态吸附1～5h，吸附后硫酸根离子浓度降低到12.5mg/L，吸附率达到95.5％，吸附容量为133.8mg/g，达到国家排放标准。
应用实施例二
称取制备实施例中任意的0.2g制得的高效硫酸根离子吸附材料，加入到含有480mg/L的硫酸根离子的溶液中，调节溶液pH为3～7，静态吸附1～5h，吸附后硫酸根离子浓度降低到42.4mg/L，吸附率达到91.2％，吸附容量为109.4mg/g，达到国家排放标准。
应用实施例三
称取制备实施例中任意的0.5g制得的高效硫酸根离子吸附材料，加入到含有960mg/L的硫酸根离子的溶液中，调节溶液pH为3～7，静态吸附1～5h，吸附后硫酸根离子浓度降低到55.6mg/L，吸附率达到94.2％，吸附容量为90.4mg/g，达到国家排放标准。
由以上的应用实施例，可以看出，本发明制备出的硫酸根离子吸附材料对废水中的硫酸根离子具有良好的吸附性能，吸附率可达90％以上，吸附容量大于90mg/g，同时具有环境友好性和生物相容性。

Claims (8)

1.一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，其特征在于，以甲醛为预交联剂，苯甲醛为交联剂，通过反相悬浮交联法将壳聚糖改性制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖树脂，再利用锆离子将所述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖改性，即可制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
2.一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步，将0.1～5g壳聚糖溶于50～150ml质量浓度为1％～5％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入100～300ml液体石蜡，搅拌10min，滴加1～10ml山梨醇酐单油酸酯，乳化10min，滴加1～20ml质量浓度为35％～40％甲醛溶液，反应1h，然后滴加1～30ml质量浓度为80％～98％苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为7～14，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入50～100ml锆离子浓度为200～800mg/L的硝酸锆中，在10～60℃温度下，pH值为2～10，反应1～8h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
3.一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步，将0.1g壳聚糖溶于50ml质量浓度为5％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入100ml液体石蜡，搅拌10min，滴加1ml山梨醇酐单油酸酯，乳化10min，滴加1ml质量浓度为40％的甲醛溶液，反应1h，然后滴加1ml质量浓度为98％的苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为7，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入50ml锆离子浓度为200mg/L的硝酸锆中，在10℃温度下，pH值为2，反应1h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
4.一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步，将5g壳聚糖溶于150ml质量浓度为1％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入300ml液体石蜡，搅拌10min，滴加10ml山梨醇酐单油酸酯，乳化10min，滴加20ml质量浓度为35％的甲醛溶液，反应1h，然后滴加20ml质量浓度为80％的苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为14，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入100ml锆离子浓度为800mg/L的硝酸锆中，在60℃温度下，pH值为10，反应8h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
5.一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步，将3g壳聚糖溶于100ml质量浓度为3％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入200ml液体石蜡，搅拌10min，滴加5ml山梨醇酐单油酸酯溶液，乳化10min，滴加10ml质量浓度为36.5％的甲醛溶液，反应1h，然后滴加12ml质量浓度为90％的苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为9，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入80ml锆离子浓度为600mg/L的硝酸锆中，在40℃温度下，pH值为6，反应5h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
6.一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步，将3.5g壳聚糖溶于95ml质量浓度为2％的乙酸溶液中，溶胀40min，升温至60℃，加入215ml液体石蜡，搅拌10min，滴加7ml山梨醇酐单油酸酯，乳化10min，滴加10ml质量浓度为39％的甲醛溶液，反应1h，然后滴加15ml质量浓度为95％的苯甲醛溶液，反应，调体系pH值为8.5，反应30min，过滤，水洗至中性，用石油醚于70℃下，在索氏提取器中回流萃取24h以抽提除去残留有机物，然后真空干燥至恒量，制得甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖；
第二步，将上述甲醛-苯甲醛三元交联壳聚糖加入78ml锆离子浓度为500mg/L的硝酸锆中，在30℃温度下，pH值为7.5，反应6h，抽滤，干燥，制得所述高效硫酸根离子吸附材料。
7.根据权利要求2所述的硫酸根离子吸附材料制备方法，其特征在于，所述第一步中调体系pH值为7～14具体是通过滴加0.1～1mol/L的NaOH来实现的。
8.利用权利要求2制得的硫酸根离子吸附材料在对废水中的硫酸根离子吸附处理中的应用。
CN2011101465731A 2011-06-01 2011-06-01 一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用 Expired - Fee Related CN102258984B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101465731A CN102258984B (zh) 2011-06-01 2011-06-01 一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101465731A CN102258984B (zh) 2011-06-01 2011-06-01 一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102258984A true CN102258984A (zh) 2011-11-30
CN102258984B CN102258984B (zh) 2012-11-07

Family

ID=45005930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101465731A Expired - Fee Related CN102258984B (zh) 2011-06-01 2011-06-01 一种高效硫酸根离子吸附材料制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102258984B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111036183A (zh) * 2018-10-15 2020-04-21 中国石油天然气股份有限公司 硫酸锆印迹凝胶微球及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1485345A (zh) * 2002-09-23 2004-03-31 李青燕 新型环保重金属离子捕集剂
US20080009411A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Hsien-Chih Lin Method for Manufacturing Absorbent having Function of Suppressing Leakage of Formaldehyde
CN101397580A (zh) * 2008-10-31 2009-04-01 华南理工大学 在稳恒磁场条件下制备低聚壳聚糖的方法
JP2009136832A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 天然鉱物膜
CN101698711A (zh) * 2009-10-22 2010-04-28 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 卤水中贵金属提取用壳聚糖树脂的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1485345A (zh) * 2002-09-23 2004-03-31 李青燕 新型环保重金属离子捕集剂
US20080009411A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Hsien-Chih Lin Method for Manufacturing Absorbent having Function of Suppressing Leakage of Formaldehyde
JP2009136832A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 天然鉱物膜
CN101397580A (zh) * 2008-10-31 2009-04-01 华南理工大学 在稳恒磁场条件下制备低聚壳聚糖的方法
CN101698711A (zh) * 2009-10-22 2010-04-28 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 卤水中贵金属提取用壳聚糖树脂的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111036183A (zh) * 2018-10-15 2020-04-21 中国石油天然气股份有限公司 硫酸锆印迹凝胶微球及其制备方法
CN111036183B (zh) * 2018-10-15 2023-03-24 中国石油天然气股份有限公司 硫酸锆印迹凝胶微球及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102258984B (zh) 2012-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Enhanced selective removal of Cu (II) from aqueous solution by novel polyethylenimine-functionalized ion imprinted hydrogel: Behaviors and mechanisms
Lu et al. Fabrication of cross-linked chitosan beads grafted by polyethylenimine for efficient adsorption of diclofenac sodium from water
Zheng et al. Structural design of magnetic biosorbents for the removal of ciprofloxacin from water
Chatterjee et al. Supersorption capacity of anionic dye by newer chitosan hydrogel capsules via green surfactant exchange method
Kwak et al. Preparation of bead-type biosorbent from water-soluble Spirulina platensis extracts for chromium (VI) removal
WO2016187796A1 (zh) 一种重金属离子吸附剂的制备方法及其应用
He et al. Removal of Cu2+ from aqueous solution by adsorption onto a novel activated nylon-based membrane
Coşkun et al. Removal of methylene blue from aqueous solutions by poly (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid-co-itaconic acid) hydrogels
Ilgin et al. The efficient removal of anionic and cationic dyes from aqueous media using hydroxyethyl starch-based hydrogels
CN102161781A (zh) 一种吸附重金属离子的改性壳聚糖材料及其制备方法
Jeon Adsorption and recovery of immobilized coffee ground beads for silver ions from industrial wastewater
He et al. Cu (II)-imprinted poly (vinyl alcohol)/poly (acrylic acid) membrane for greater enhancement in sequestration of copper ion in the presence of competitive heavy metal ions: material development, process demonstration, and study of mechanisms
Njuguna et al. Smart and regeneratable Xanthan gum hydrogel adsorbents for selective removal of cationic dyes
CN104624178A (zh) 一种重金属离子吸附剂聚乙烯亚胺-木质素磺酸钠的制备方法
He Cr (VI) removal from aqueous solution by chitosan/carboxylmethyl cellulose/silica hybrid membrane
CN103570948A (zh) 一种表面接枝β-环糊精的多孔材料的制备方法及应用
Gao et al. Biosorption of chromium (VI) ions by deposits produced from chicken feathers after soluble keratin extraction
Milosavljević et al. Application of poly (acrlymide‐co‐sodium methacrylate) hydrogels in copper and cadmium removal from aqueous solution
Rizzi et al. Applicative study (part I): the excellent conditions to remove in batch direct textile dyes (direct red, direct blue and direct yellow) from aqueous solutions by adsorption processes on low-cost chitosan films under different conditions
CN102614850A (zh) 交联壳聚糖微球重金属离子吸附剂的制备方法
Fırlak et al. Preparation and characterization of photocured thiol‐ene hydrogel: Adsorption of Au (III) ions from aqueous solutions
Su et al. Preparation of a surface molecular‐imprinted adsorbent for Ni2+ based on Penicillium chrysogenum
Vasconcelos et al. Competitive adsorption of Cu (II) and Cd (II) ions on spray-dried chitosan loaded with Reactive Orange 16
CN104492391A (zh) 一种壳聚糖修饰的白蛋白纳米球重金属吸附材料的制备方法
CN113000037A (zh) 一种用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121107

Termination date: 20140601