CN104815617A - 胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法。其特点是，包括如下步骤：(1)将麻黄废渣先用自来水清洗，然后再用蒸馏水清洗后，烘干，粉碎，过40目筛；(2)称取麻黄废渣，加入氢氧化钠溶液和环氧氯丙烷；(3)抽滤，用蒸馏水洗至中性后再用丙酮洗涤，然后干燥，得到麻黄废渣环氧基纤维素醚，备用；(4)将得到的麻黄废渣环氧基纤维素醚，与二乙烯三胺、水和Na2CO3投入容器中；然后在20℃-120℃反应0.5h-2.5h；(5)抽滤，用蒸馏水洗至中性后，再用乙醇洗涤，烘干，即得。本发明通过化学改性将其制备成重金属离子和染料的生物吸附剂，为麻黄废渣的资源化及深度利用提供一种新途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法。
背景技术
随着近几十年工业化进程的发展，废水的排放量日益增加，从而导致了严重的环境污染问题。废水中溶解的重金属离子和染料经过水体中各种生物链产生富集，最终由水产品进入人体，会给人类带来严重的毒害影响。含重金属和染料的废水传统处理方法主要有化学沉淀、离子交换、膜分离、蒸发和电化学处理等，这些处理方法普遍存在二次污染、去除率较低、运行费用较高等缺点。而生物吸附法具有取材廉价，吸附量高，吸附速度快等优点，所以生物吸附法作为一种新的处理方法逐渐成为研究的热点。
麻黄主要成分是麻黄碱，伪麻黄碱和麻黄次碱等，有发汗解表、宣肺平喘、利尿消肿等功能。伴随着麻黄中生物碱的提取，产生大量的麻黄废渣。麻黄废渣主要通过焚烧或堆积等方法处理，从而造成了严重的资源浪费和环境污染等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法，能够有效利用麻黄废渣使其转变为有用的资源并且减少了环境污染。
一种胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将麻黄废渣先用自来水清洗，然后再用蒸馏水清洗后，烘干，粉碎，过40目筛，备用；
(2)称取得到的麻黄废渣于容器中，加入浓度为5wt％-20wt％的氢氧化钠溶液和环氧氯丙烷，其中麻黄废渣重量：氢氧化钠溶液体积：环氧氯丙烷体积＝5g：50mL：5mL-5g：50mL：25mL，然后在20℃-70℃反应0.5h-2.5h；
(3)抽滤，用蒸馏水洗至中性后再用丙酮洗涤，然后干燥，得到麻黄废渣环氧基纤维素醚，备用；
(4)将得到的麻黄废渣环氧基纤维素醚，与二乙烯三胺、水和Na2CO3投入容器中，其中麻黄废渣环氧基纤维素醚重量：水体积：Na2CO3重量：二乙烯三胺体积＝2.5g：125mL：2.5g：2.5mL-2.5g：125mL：2.5g：7.5mL；然后在20℃-120℃反应0.5h-2.5h；
(5)抽滤，用蒸馏水洗至中性后，再用乙醇洗涤，烘干，即得胺化麻黄废渣生物吸附剂。
步骤(3)中的干燥是指在70℃-90℃干燥至恒质量。
步骤(4)中在反应时进行搅拌。
步骤(5)中用乙醇洗涤2次，而烘干是指70℃-90℃烘干至少8h。
本发明的方法以麻黄废渣为原料，通过化学改性将其制备成重金属离子和染料的生物吸附剂，为麻黄废渣的资源化及深度利用提供一种新途径。
具体实施方式
麻黄废渣的主要组成为植物纤维素和木质素等，可以通过化学改性使其具有更多的亲水基团，增强吸附过程中的化学吸附，使之成为性能良好的吸附材料。本发明方法用环氧氯丙烷和二乙烯三胺对麻黄废渣进行化学改性，以改善其物理化学性能，提高对重金属离子和染料的吸附能力，并确定最佳的制备工艺条件来制备胺化麻黄废渣生物吸附剂。本发明方法以麻黄废渣为原料，通过化学改性将其制备成重金属离子和染料的生物吸附剂，为麻黄废渣的资源化及深度利用提供一种新思路。
本发明方法以酸水提取麻黄碱后的麻黄废渣为原料，用胺化的方法对其进行化学改性，制备吸附性能较高的生物吸附剂，为麻黄废渣的处理提供新思路。本发明方法中采用环氧氯丙烷和二乙烯三胺对麻黄废渣进行化学改性，制备胺化麻黄废渣生物吸附剂，胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备操作为：称取麻黄废渣，加入氢氧化钠溶液和环氧氯丙烷，反应后抽滤，水洗，丙酮洗，干燥，得到麻黄废渣环氧基纤维素醚。称取麻黄废渣环氧基纤维素醚，依次加入二乙烯三胺、水和Na2CO3，反应后抽滤，水洗，醇洗，干燥，即得胺化麻黄废渣生物吸附剂。
实施例1：
(1)取药厂酸提麻黄碱后的麻黄废渣，先用自来水反复清洗，然后再用蒸馏水反复清洗后，放置70℃烘箱中烘干8h，粉碎，过40目筛，储存，备用。
(2)称取5g处理好的麻黄废渣于100mL带塞烧瓶中，加入50mL的5wt％的氢氧化钠溶液和15mL环氧氯丙烷，60℃反应1h。
(3)抽滤，蒸馏水洗至中性后再用丙酮洗涤2次，于70℃干燥至恒质量，得到麻黄废渣环氧基纤维素醚，储存，备用。
(4)将2.5g麻黄废渣环氧基纤维素醚、2.5mL二乙烯三胺、125mL水和2.5g Na2CO3投入装有搅拌器和温度计的三颈烧瓶中，搅拌下100℃反应2h。
(5)抽滤，蒸馏水洗至中性后,再用乙醇洗涤2次，于70℃烘箱中烘干，即得胺化麻黄废渣生物吸附剂，储存，备用。
经过实验证明，最佳制备工艺条件为(即实施例1中的工艺条件)：氢氧化钠浓度为5wt％，醚化时间为1h，醚化温度为60℃，醚化固液比为1：3，胺化时间为2h，胺化温度为100℃，胺化固液比为1：1。
取含Pb2+浓度为500mg/L、含Cu2+浓度为100mg/L、含亚甲基蓝浓度为500mg/L及含中性红浓度为1000mg/L的溶液20mL，分别加入2.0g、0.8g、0.8g、2.0g的上述胺化麻黄废渣生物吸附剂，吸附3h，检测得出，Pb2+的去除率为99.14％，Cu2+的去除率为99.23％，亚甲基蓝的去除率为99.83％，中性红的去除率为99.89％。
Claims (4)
1.一种胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将麻黄废渣先用自来水清洗，然后再用蒸馏水清洗后，烘干，粉碎，过40目筛，备用；
(2)称取得到的麻黄废渣于容器中，加入浓度为5wt％-20wt％的氢氧化钠溶液和环氧氯丙烷，其中麻黄废渣重量：氢氧化钠溶液体积：环氧氯丙烷体积＝5g：50mL：5mL-5g：50mL：25mL，然后在20℃-70℃反应0.5h-2.5h；
(3)抽滤，用蒸馏水洗至中性后再用丙酮洗涤，然后干燥，得到麻黄废渣环氧基纤维素醚，备用；
(4)将得到的麻黄废渣环氧基纤维素醚，与二乙烯三胺、水和Na2CO3投入容器中，其中麻黄废渣环氧基纤维素醚重量：水体积：Na2CO3重量：二乙烯三胺体积＝2.5g：125mL：2.5g：2.5mL-2.5g：125mL：2.5g：7.5mL；然后在20℃-120℃反应0.5h-2.5h；
(5)抽滤，用蒸馏水洗至中性后，再用乙醇洗涤，烘干，即得胺化麻黄废渣生物吸附剂。
2.如权利要求1所述的胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的干燥是指在70℃-90℃干燥至恒质量。
3.如权利要求1所述的胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中在反应时进行搅拌。
4.如权利要求1所述的胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(5)中用乙醇洗涤2次，而烘干是指70℃-90℃烘干至少8h。
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