CN104226271A - 用于水中重金属离子的吸附剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种重金属离子的吸附剂的制备方法，属于废水处理尤其是重金属处理方法领域。所述的用于水中重金属离子的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：取一定量纤维素-铝复合物悬浮在甲苯和乙醇的混合介质中，于一定的温度下，加入γ-胺丙基三乙氧基硅烷和蒸馏水，混合均匀，水解聚合得目标化合物，经乙醇抽提，真空干燥得黄色粉末状产品即为纤维素-铝-硅复合物，即为用于水中重金属离子的吸附剂。本发明所制备的吸附剂，经测试，该复合物对水溶液中汞离子和铜离子具有较高的吸附性能，吸附容量分别为203.4mg/g和91.3mg/g，可用于汞离子和铜离子含量大的工业废水中的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种重金属离子的吸附剂的制备方法，属于废水处理尤其是重金属处理方法领域。
背景技术
纤维素是地球上最丰富的天然高分子物质，由于其来源广泛，价格低廉以及良好的再生性、生物可降解性和通用性，被广泛用做化工原料。特别是近年来，随着石油、煤炭储量的下降 以及人们环保意识的不断加强，对具有可再生性和环境友好性的纤维素进行改性及应用研究，引起了人们更大的关注。
纤维素经化学修饰，引入一些具有配位功能的基团，可作为良好的吸附剂和离子交换剂，用于海水中回收铀、金等贵重金属，或用于污水中对重金属的处理。但由于纤维素分子链上大量羟基的存在，使其在分子链间和分子链内部广泛地形成氢键，从而影响了其反应活性。近年来，人们利用金属化合物作为路易斯酸和纤维素上的羟基（路易斯碱）反应，破坏纤维素分子中存在的氢键，成功地制得了纤维素-金属氧化物的复合物，表现出良好的吸附性能，并能容易对其进行再次修饰。
因此，利用上述原理制备一种对水中重金属离子具有超强吸附性能的吸附剂具有良好的应用前景。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺简单、对水中重金属离子具有超强吸附性能的吸附剂的制备方法。
本发明所述的用于水中重金属离子的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
取一定量纤维素-铝复合物悬浮在甲苯和乙醇的混合介质中，于一定的温度下，加入γ-胺丙基三乙氧基硅烷和蒸馏水，混合均匀，水解聚合得目标化合物，经乙醇抽提，真空干燥得黄色粉末状产品即为纤维素-铝-硅复合物，即为用于水中重金属离子的吸附剂。
优选的，本发明所述的纤维素-铝复合物、γ-胺丙基三乙氧基硅烷和蒸馏水的用量比为1：2：5。
更优选的，本发明所述的甲苯和乙醇的混合介质中甲苯和乙醇的用量比为1：2。
进一步优选的，本发明所述的聚合温度为65-75℃，聚合时间为2-3h。
本发明所述的制备方法，对已制备的纤维素-金属氧化物的复合物进行进一步的修饰，制备了带NH2基团的纤维素-铝-硅复合物，通过测试发现，本发明所制备的纤维素-铝-硅复合物对汞离子和铜离子的吸附率在一定的温度范围内随着废水温度的升高而增大很快，从而可推断此吸附过程以化学吸附为主。事实上，由于纤维素-铝-硅复合物带有NH2基团，属于路易斯软碱，而汞离子和铜离子则分别属于路易斯软酸和中间酸。根据软硬酸碱理论，汞离子和铜离子与氮原子发生配位吸附，从而达到对汞离子和铜离子的吸附去除作用。
本发明所制备的吸附剂，经测试，该复合物对水溶液中汞离子和铜离子具有较高的吸附性能，吸附容量分别为203.4mg/g和91.3mg/g，可用于汞离子和铜离子含量大的工业废水中的处理。
具体实施方式
实施例一：
取纤维素-铝复合物10g悬浮在体积比为1:2的甲苯和乙醇的混合介质中，于70℃的温度下，加入γ-胺丙基三乙氧基硅烷20g和蒸馏水50mL，混合均匀，水解聚合3h，得目标化合物，经乙醇抽提，真空干燥得黄色粉末状产品即为纤维素-铝-硅复合物12g，即为用于水中重金属离子的吸附剂。
实施例二：吸附实验
准确称取20.0mg本发明所述方法制备的纤维素-铝-硅复合物，加入10ml浓度为3.5×10-3mol/L的硝酸汞和硝酸铜溶液，于55℃温度下,恒温振荡2h（120次/min），离心分离，EDTA标准溶液滴定， 测定溶液中剩余离子的浓度，求出吸附率和吸附容量。吸附结果如表-1所示。
表-1 吸附结果
。
Claims (4)
1.用于水中重金属离子的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
取一定量纤维素-铝复合物悬浮在甲苯和乙醇的混合介质中，于一定的温度下，加入γ-胺丙基三乙氧基硅烷和蒸馏水，混合均匀，水解聚合得目标化合物，经乙醇抽提，真空干燥得黄色粉末状产品即为纤维素-铝-硅复合物，即为用于水中重金属离子的吸附剂。
2. 如权利要求1所述的用于水中重金属离子的吸附剂的制备方法，其特征在于所述的纤维素-铝复合物、γ-胺丙基三乙氧基硅烷和蒸馏水的用量比为1：2：5。
3. 如权利要求1所述的用于水中重金属离子的吸附剂的制备方法，其特征在于所述的甲苯和乙醇的混合介质中甲苯和乙醇的用量比为1：2。
4. 如权利要求1所述的用于水中重金属离子的吸附剂的制备方法，其特征在于所述的聚合温度为65-75℃，聚合时间为2-3h。
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| CN106238004A (zh) * | 2016-09-07 | 2016-12-21 | 济南大学 | 一种三聚氰胺改性磁性麻吸附剂的制备 |
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| EP1923117A2 (de) * | 2005-08-08 | 2008-05-21 | Institute of Strength Physics and Materials Science Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences | Filtermaterial und verfahren zu dessen herstellung, filter und filtrierverfahren |
| CN102233259A (zh) * | 2010-05-04 | 2011-11-09 | 北京林业大学 | 一种去除水中重金属的吸附剂及其制备方法 |
| CN103958027A (zh) * | 2011-10-06 | 2014-07-30 | 巴斯夫公司 | 在衬底、载体和/或涂有载体的衬底上涂覆吸附剂涂层的方法 |
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2014
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