CN104741091A - 一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂及其制备方法 - Google Patents

一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂及其制备方法 Download PDF

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唐玉朝
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Abstract

本发明公开了一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂,其特征是由下述重量份的原料制得:海带粉20-30,玉米淀粉3-5,马铃薯淀粉1-2,羟丙基甲基纤维素1-2,黄原胶1-2,柠檬酸1-2,改性纳米二氧化钛3-5,氯化钙0.5-1,碳酸氢钠0.1-0.2,月桂酰肌氨酸钠0.01-0.02,水50-70。本发明的重金属吸附剂不仅能高效吸附重金属,且便于回收再利用;同时原料来源丰富,价格低廉,有效降低成本,提高了产品的经济性和实用性。

Description

一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理领域,具体涉及一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂及其制备方法。
背景技术
随着经济的快速发展,工业污水的排放及固体废物不合理填埋处理使重金属污染物经过各种途径进入水体。进入水体的重金属具有极高的稳定性和难分解性,且容易在生物体内富集,对人体和其他生物体的潜在危害十分严重。近年来,水体重金属污染问题愈发突出,已成为当今世界上最严重的环境问题之一,对重金属废水进行处理十分必要。
纳米二氧化钛对一些重金属离子具有很强的吸附能力,且吸附速度快,吸附容量大,是一种较为理想、颇有潜力的重金属吸附材料。然而,由于二氧化钛具有很强的亲水性,并且纳米二氧化钛颗粒微小,在水中容易发生团聚,且不易沉降,难以回收和再利用,限制了其应用。在用于废水处理时,通过将纳米二氧化钛负载于一定的载体上,不仅可以保持其对重金属废水的处理效用,而且可以增强其在水体中的稳定性,从而解决应用问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂,其是由下述重量份的原料制得:
海带粉20-30,玉米淀粉3-5,马铃薯淀粉1-2,羟丙基甲基纤维素1-2,黄原胶1-2,柠檬酸1-2,改性纳米二氧化钛3-5,氯化钙0.5-1,碳酸氢钠0.1-0.2,月桂酰肌氨酸钠0.01-0.02,水50-70;
其中改性纳米二氧化钛由下列重量份的原料制成:
纳米二氧化钛10-15,聚乙二醇2-4,甘露醇1-2,十二烷基葡糖苷0.1-0.2,聚乙烯吡咯烷酮0.1-0.2,聚山梨酯-80 0.03-0.05,水40-50;
改性纳米二氧化钛的制备方法是:
先将聚乙二醇和甘露醇加入水中搅拌直至完全溶解,再加入十二烷基葡糖苷、聚乙烯吡咯烷酮和聚山梨酯-80 600-800r/min搅拌10-15min,然后加入纳米二氧化钛,先超声分散5-10min,再于1200-1500r/min条件下搅拌15-30min,干燥后研磨均匀,即得。
一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量称取原料,先将柠檬酸与1/2-2/3量的水共同加入反应釜中并搅拌直至完全溶解,然后加入海带粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉和黄原胶60-80℃、400-600r/min搅拌0.5-1h,再加入改性纳米二氧化钛和羟丙基甲基纤维素先60-80℃、1200-1500r/min搅拌0.5-1h,再冷却至室温,300-400r/min搅拌2-4h,得混合料;
(2)将氯化钙、碳酸氢钠和月桂酰肌氨酸钠加入余量的水,先于室温下1000-1200r/min搅拌5-10min,再加入所述的混合料并搅拌均匀,静置1-2h,冷冻干燥后研磨均匀,过10-20目筛,即得。
本发明的有益效果是:
通过简单工艺流程将纳米二氧化钛负载于海带粉为主要原料的载体上,结合海带粉和纳米二氧化钛的高吸附性能,使吸附剂不仅能高效吸附重金属,且便于回收再利用;同时原料来源丰富,价格低廉,有效降低成本,提高了产品的经济性和实用性。
具体实施方式
本发明非限定实施例如下:
一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂,由下列重量(kg)的组分原料制备而成:
海带粉25,玉米淀粉4,马铃薯淀粉1.5,羟丙基甲基纤维素1.5,黄原胶1.5,柠檬酸1.5,改性纳米二氧化钛4,氯化钙0.8,碳酸氢钠0.15,月桂酰肌氨酸钠0.015,水60;
其中,改性纳米二氧化钛由下列重量份的原料制成:
纳米二氧化钛12,聚乙二醇3,甘露醇1.5,十二烷基葡糖苷0.15,聚乙烯吡咯烷酮0.15,聚山梨酯-80 0.04,水45;
改性纳米二氧化钛的制备方法是:
先将聚乙二醇和甘露醇加入水中搅拌直至完全溶解,再加入十二烷基葡糖苷、聚乙烯吡咯烷酮和聚山梨酯-80 800r/min搅拌10min,然后加入纳米二氧化钛,先超声分散5min,再于1200r/min条件下搅拌15min,干燥后研磨均匀,即得。
改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤:
(1)按重量称取原料,先将柠檬酸与1/2量的水共同加入反应釜中并搅拌直至完全溶解,然后加入海带粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉和黄原胶80℃、600r/min搅拌0.5h,再加入改性纳米二氧化钛和羟丙基甲基纤维素先80℃、1500r/min搅拌0.5h,再冷却至室温,400r/min搅拌2h,得混合料;
(2)将氯化钙、碳酸氢钠和月桂酰肌氨酸钠加入余量的水,先于室温下1200r/min搅拌5min,再加入所述的混合料并搅拌均匀,静置1h,冷冻干燥后研磨均匀,过20目筛,即得。
取0.5g上述制备的吸附剂,取100mL某水样在pH=8.0条件下进行吸附实验,吸附结果见表1,试验结果表明吸附剂去除重金属的效果好,吸附容量高。
表1
重金属种类 吸附前含量(mg/L) 去除率(%)
34.5 98.7
56.2 99.2
12.4 99.5

Claims (2)

1.一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂,其特征在于,其是由下述重量份的原料制得:
海带粉20-30,玉米淀粉3-5,马铃薯淀粉1-2,羟丙基甲基纤维素1-2,黄原胶1-2,柠檬酸1-2,改性纳米二氧化钛3-5,氯化钙0.5-1,碳酸氢钠0.1-0.2,月桂酰肌氨酸钠0.01-0.02,水50-70;
所述改性纳米二氧化钛由下列重量份的原料制成:
纳米二氧化钛10-15,聚乙二醇2-4,甘露醇1-2,十二烷基葡糖苷0.1-0.2,聚乙烯吡咯烷酮0.1-0.2,聚山梨酯-80 0.03-0.05,水40-50;
所述改性纳米二氧化钛的制备方法是:
先将聚乙二醇和甘露醇加入水中搅拌直至完全溶解,再加入十二烷基葡糖苷、聚乙烯吡咯烷酮和聚山梨酯-80 600-800r/min搅拌10-15min,然后加入纳米二氧化钛,先超声分散5-10min,再于1200-1500r/min条件下搅拌15-30min,干燥后研磨均匀,即得。
2.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛/海带粉复合重金属吸附剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按重量称取原料,先将柠檬酸与1/2-2/3量的水共同加入反应釜中并搅拌直至完全溶解,然后加入海带粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉和黄原胶60-80℃、400-600r/min搅拌0.5-1h,再加入改性纳米二氧化钛和羟丙基甲基纤维素先60-80℃、1200-1500r/min搅拌0.5-1h,再冷却至室温,300-400r/min搅拌2-4h,得混合料;
(2)将氯化钙、碳酸氢钠和月桂酰肌氨酸钠加入余量的水,先于室温下1000-1200r/min搅拌5-10min,再加入所述的混合料并搅拌均匀,静置1-2h,冷冻干燥后研磨均匀,过10-20目筛,即得。
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