CN104324702A - 海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，包括以下步骤：(1)混合反应，将木质素磺酸盐溶液和海藻酸钠溶液混合均匀，然后加入交联剂溶液，搅拌，然后静置交联；(2)制球，将步骤(1)制得的混合溶液注入不断搅拌的CaC12溶液中，形成小球静置硬化，滤出小球。本发明方法制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠，形状规整、良好，粒径分布均匀，吸附效果好，且制备方法简单易于操作，制造成本低。海藻酸钠-木质素复合凝胶珠用于处理重金属废水，处理后便于回收利用，不引起二次污染。

Description

海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法
技术领域
本发明涉及生物质综合利用技术领域，特别涉及一种海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法。
背景技术
近年来，随着电子、机械、汽车制造、采矿业等工业的迅速崛起，含重金属废水的来源越来越丰富，排放量日益增大，水质也日趋的复杂，对环境造成的危害越来越严重影响着人类的生存和生活，历史上发生的大型重金属污染给人类留下了不可磨灭的伤痛。
经过酸法制浆即亚硫酸盐法得到的木质素产物称为木质素磺酸盐，木质素磺酸盐同木质素一样，是分子量从几百到几百万的高分子聚合物，其本身的磺酸基团决定了其具有较好的水溶性，可溶于各种不同性质的水溶液，但不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。木质素磺酸盐结构与木质素大致相同，不过由于其木质素磺酸盐大分子环的脂肪侧链上多了易溶于水的磺酸基而能溶于水，反之，木质素不能溶于水。
海藻酸钠是一种天然多糖类化合物，具有很多优良特性：稳定性好、毒性小、生物可降解性好、生物相容性好等，是制膜和制球的优良材料。其具有多孔的内部结构和特殊的化学结构，是一种良好的吸附剂和包埋剂，海藻酸钠的这一特性，在处理电镀金属离子废水方面具有潜在的应用价值。近年来，人们开始将海藻酸钠与其他高分子共混，得到性能更优异的载体材料。然而制得的产物，存在吸附效果不理想，制造成本高等的缺点。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，以制得具有较均匀的粒径分布，吸附效果好，生产成本低的复合凝胶珠。
为实现上述目的，本发明提供了一种海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，包括以下步骤：(1)混合反应，将木质素磺酸盐溶液和海藻酸钠溶液混合均匀，然后加入交联剂溶液，搅拌，然后静置交联；(2)制球，将步骤(1)制得的混合溶液注入不断搅拌的CaC12溶液中，形成小球静置硬化，滤出小球。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)加入质量百分数浓度为0.5％～2％的木质素磺酸盐溶液1～10体积份、质量百分数浓度为0.5％～2％的海藻酸钠溶液5～15体积份、交联剂溶液0.3～1体积份。
优选地，上述技术方案中，其特征在于，所述交联剂为甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊二醛、己二醛、二氯乙烷、环氧氯丙烷中的一种或几种。
优选地，上述技术方案中，所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸钠。
优选地，上述技术方案中，所述CaC12溶液的质量浓度为5.0g/l00ml，加入的量为25体积份。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)静置交联时间为0.5h。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(2)为将步骤(1)制得的混合溶液滴入不断搅拌的CaC12溶液中，形成小球静置硬化，硬化时间为1～2h，滤出小球。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明方法制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠，形状规整、良好，粒径分布均匀，吸附效果好，且制备方法简单易于操作，制造成本低。
(2)海藻酸钠吸附主要在非晶化区，吸附容量会随晶化程度的增加而降低，木质素磺酸钠表面的阴离子容易使阳离子基团沉积，加上木素磺酸钠的疏松结构容易与溶液接触进行离子交换，通过极性基团与被吸附物质表面活性点的作用来实现在颗粒表面的静吸附，其与海藻酸钠共混提高了其强度，改善了吸附剂孔径大小和表面特性更有利于吸附。
(3)海藻酸钠-木质素复合凝胶珠用于处理重金属废水，处理后便于回收利用，不引起二次污染。
附图说明
图1是通过实施例1的制备方法制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的数码照片。
图2是通过实施例2的制备方法制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的数码照片。
图3是通过实施例3的制备方法制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的数码照片。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
一种海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合反应，取质量百分数浓度为1.0％的海藻酸钠溶液10g，加入质量浓度5.0mg/ml的木质素磺酸钠溶液5ml，充分混合均匀，然后加入0.3ml环氧氯丙烷，在磁力搅拌器上搅拌，然后静置交联0.5h；
(2)制球，将步骤(1)交联后制得的混合溶液用5ml注射器吸取注入25ml不断搅拌的质量浓度为5g/100mlCaC12溶液中，形成光滑小球静置硬化1h，滤出小球。
检测本实施例制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的特性
本实施例制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的平均孔径为20.7nm，孔体积可达到0.5cm3/g，比表面积达到19.26m2/g，孔隙率达到87.66％；图1是通过实施例1的制备方法制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的数码照片。在pH＝5的条件下，对水溶液中铅离子的吸附量达到45mg/g。
实施例2
一种海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合反应，取质量百分数浓度为2.0％的海藻酸钠溶液10g，加入质量浓度20.0mg/ml的木质素磺酸钠溶液10ml，充分混合均匀，然后加入0.8ml环氧氯丙烷，在磁力搅拌器上搅拌，然后静置交联0.5h；
(2)制球，将步骤(1)交联后制得的混合溶液用5ml注射器吸取注入25ml不断搅拌的质量浓度为5.0g/100mlCaC12溶液中，形成光滑小球静置硬化2h，滤出小球。
本实施例制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的平均孔径为18.3nm，孔体积可达到0.6cm3/g，比表面积达到22.38m2/g，孔隙率达到89.13％；图2是通过实施例2的制备方法制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的数码照片。在pH＝5的条件下，对水溶液中铅离子的吸附量达到52mg/g。
实施例3
一种海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合反应，取质量百分数浓度为0.5％的海藻酸钠溶液10g，加入质量浓度15.0mg/ml的木质素磺酸钠溶液1ml，充分混合均匀，然后加入1.0ml环氧氯丙烷，在磁力搅拌器上搅拌，然后静置交联0.5h；
(2)制球，将步骤(1)交联后制得的混合溶液用5ml注射器吸取注入25ml不断搅拌的质量浓度为5.0g/100mlCaC12溶液中，形成光滑小球静置硬化1.5h，滤出小球。
本实施例制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的平均孔径为25.7nm，孔体积可达到0.4cm3/g，比表面积达到16.51m2/g，孔隙率达到80.38％；图3是通过实施例3的制备方法制得的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的数码照片。在pH＝5的条件下，对水溶液中铅离子的吸附量达到41mg/g。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混合反应，将木质素磺酸盐溶液和海藻酸钠溶液混合均匀，然后加入交联剂溶液，搅拌，然后静置交联；
(2)制球，将步骤(1)制得的混合溶液注入不断搅拌的CaC12溶液中，形成小球静置硬化，滤出小球。
2.根据权利要求1所述的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)加入质量百分数浓度为0.5％～2％的木质素磺酸盐溶液1～10体积份、质量百分数浓度为0.5％～2％的海藻酸钠溶液5～15体积份、交联剂溶液0.3～1体积份。
3.根据权利要求2所述的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，其特征在于，所述交联剂为甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊二醛、己二醛、二氯乙烷、环氧氯丙烷中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，其特征在于，所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，其特征在于，所述CaC12溶液的质量浓度为5.0g/l00ml，加入的量为25体积份。
6.根据权利要求1所述的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)静置交联时间为0.5h。
7.根据权利要求1所述的海藻酸钠-木质素复合凝胶珠的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)为将步骤(1)制得的混合溶液滴入不断搅拌的CaC12溶液中，形成小球静置硬化，硬化时间为1～2h，滤出小球。
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