CN104226269A - 改性柚子皮吸附剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改性柚子皮吸附剂及其制备方法。改性柚子皮吸附剂是由柚子皮经过三乙烯四胺改性制备得到，所述的改性柚子皮吸附剂含有大量胺基基团，对水体中金属离子具有优良的吸附性能，能应用在污水处理和环境治理等领域。改性柚子皮吸附剂具有原料来源广泛、成本低、金属离子去除效率高、不产生二次污染等优点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种应用在污水处理和环境治理等领域的生物质吸附材料，特别是涉及一种改性柚子皮吸附剂及其制备方法。
背景技术：
我国作为传统的农业大国，每年都会产生大量的农林废弃物，这些废弃物不仅浪费了生物质资源，同时也会对我们生活的环境造成影响。农林废弃物作为吸附材料具有原料来源广泛、成本低、染料去除效率高、不产生二次污染等优点。因此国内外许多研究者致力于研究农林废弃物去除废水中的重金属离子的应用，在国内，于春光等人使用山核桃壳吸附重金属离子Zn2+、Ni2+溶液，去除率分别达到89.4％和94.0％[于春光,杜茂安,孟昭辉.核桃壳吸附重金属废水的研究.低温建筑技术,2011,33(12):101-102]。于芮等人研究了花生壳、大豆壳和柚子皮对Cr3+、Cu2+和Ni2+的吸附能力，发现柚子皮的吸附效果优于花生壳和大豆壳[于芮,胡忻,丁竹红,等.花生壳、大豆壳和柚子皮对Cr3+,Cu2+和Ni2+的吸附研究.环境污染与防治,2013,35(9):43-48]。Aydin等人研究了扁豆壳、小麦和稻米吸附Cu2+，三种吸附剂对Cu2+的吸附量分别为8.977、9.510和9.588mg g-1[Aydin H,Bulut Y,Yerlikaya.Removal of copper(II)from aqueous solution by adsorptiononto low-cost adsorbents.Journal of Environmental Management,2008,87(1):37-45]。在国外，甘蔗渣、椰子壳、香蕉皮等也都被用于吸附水中重金属离子的研究。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种对水体中金属离子具有优良的吸附性能，能在污水处理和环境治理等领域应用的改性柚子皮吸附剂；本发明的目的还在于提供一种改性柚子皮吸附剂的制备方法。
本发明的改性柚子皮吸附剂是由柚子皮经过三乙烯四胺改性制备得到，所述的改性柚子皮吸附剂含有大量胺基基团，表征结果如图1所示。
改性柚子皮吸附剂具体制备过程如下：
1.柚子皮的预处理
先将柚子皮自然晾晒干，用去离子水多次洗涤，去除表面杂质，放入鼓风干燥箱中，烘干至恒重，然后研磨筛分，取50-300目的颗粒，置于干燥容器中备用。将柚子皮和N，N-二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中。使用恒温水浴锅在加热条件下搅拌，同时缓慢滴加氯化亚砜，加入后缓慢升高温度，反应3小时，反应产物待冷却后使用乙醇洗涤以除去未反应的溶剂，再用去离子水洗涤至中性并抽滤，所得产物烘干后得备用。
2.三乙烯四胺改性柚子皮
取预处理后的柚子皮与二甲基亚砜加入三口烧瓶中，油浴加热到100℃，加入适量三乙烯四胺，并在该温度下继续反应12小时，所得产物冷却后使用去离子水多次洗涤并抽滤。
所述改性柚子皮吸附剂制备过程中氯化亚砜的用量为1-5mL/g(V(氯化亚砜):m(柚子皮))。
所述改性柚子皮吸附剂制备过程中三乙烯四胺的含量为0.5wt％-8.0wt％。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
与传统金属离子吸附剂相比，柚子皮来源广泛，作为一种廉价有效的吸附材料，在去除水中金属离子方面，具有很好的应用前景，可应用于污水处理和环境治理等领域。
附图说明：
图1为改性柚子皮吸附剂的傅里叶红外表征图
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1：
先将柚子皮自然晾晒干，用去离子水多次洗涤，去除表面杂质，放入鼓风干燥箱中，烘干至恒重，然后研磨筛分，取200目的颗粒，置于干燥容器中备用。将5g柚子皮和N，N-二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中。使用恒温水浴锅在加热条件下搅拌，同时缓慢滴加15mL氯化亚砜，加入后缓慢升高温度，反应3小时，反应产物待冷却后使用乙醇洗涤以除去未反应的溶剂，再用去离子水洗涤至中性并抽滤，所得产物烘干后得备用。
取预处理后的2g柚子皮与二甲基亚砜加入三口烧瓶中，油浴加热到100℃，加入0.04g三乙烯四胺，并在该温度下继续反应12小时，所得产物冷却后使用去离子水多次洗涤并抽滤。
实施例2：
先将柚子皮自然晾晒干，用去离子水多次洗涤，去除表面杂质，放入鼓风干燥箱中，烘干至恒重，然后研磨筛分，取300目的颗粒，置于干燥容器中备用。将5g柚子皮和N，N-二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中。使用恒温水浴锅在加热条件下搅拌，同时缓慢滴加25mL氯化亚砜，加入后缓慢升高温度，反应3小时，反应产物待冷却后使用乙醇洗涤以除去未反应的溶剂，再用去离子水洗涤至中性并抽滤，所得产物烘干后得备用。
取预处理后的2g柚子皮与二甲基亚砜加入三口烧瓶中，油浴加热到100℃，加入0.16g三乙烯四胺，并在该温度下继续反应12小时，所得产物冷却后使用去离子水多次洗涤并抽滤。
实施例3：
将100mL浓度为1000mg L-1的金属离子Pb2+溶液加入250mL锥形烧瓶中，然后向其中加入0.05g实施例1中制得的改性柚子皮吸附材料，放入恒温摇床中在25±0.5℃条件下进行吸附，对金属离子的最终平衡吸附率为63.71％。
实施例4：
将100mL浓度为1000mg L-1的金属离子Pb2+溶液加入250mL锥形烧瓶中，然后向其中加入0.05g实施例2中制得的改性柚子皮吸附材料，放入恒温摇床中在25±0.5℃条件下进行吸附，对金属离子的最终平衡吸附率为81.36％。
综上所述仅为发明的较佳实施例而己，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (4)
1.一种改性柚子皮吸附剂，其特征在于：本发明的改性柚子皮吸附剂是由柚子皮经过三乙烯四胺改性制备得到，所述的改性柚子皮吸附剂含有大量胺基基团。
2.一种改性柚子皮吸附剂的制备方法，其特征在于：具体制备过程如下：先将柚子皮自然晾晒干，用去离子水多次洗涤，去除表面杂质，放入鼓风干燥箱中，烘干至恒重，然后研磨筛分，取50-300目的颗粒，置于干燥容器中备用，将柚子皮和N，N-二甲基甲酰胺加入到三口烧瓶中，使用恒温水浴锅在加热条件下搅拌，同时缓慢滴加氯化亚砜，加入后缓慢升高温度，反应3小时，反应产物待冷却后使用乙醇洗涤以除去未反应的溶剂，再用去离子水洗涤至中性并抽滤，所得产物烘干后得备用；
取预处理后的柚子皮与二甲基亚砜加入三口烧瓶中，油浴加热到100℃，加入适量三乙烯四胺，并在该温度下继续反应12小时，所得产物冷却后使用去离子水多次洗涤并抽滤。
3.根据权利要求2中所述的改性柚子皮吸附剂的制备方法，其特征在于：所述改性柚子皮吸附剂制备过程中氯化亚砜的用量为1-5mL/g(V(氯化亚砜):m(柚子皮))。
4.根据权利要求2中所述的改性柚子皮吸附剂的制备方法，其特征在于：所述改性柚子皮吸附剂制备过程中三乙烯四胺的含量为0.5wt％-8.0wt％。
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