CN106117430A - 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法 - Google Patents

以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106117430A
CN106117430A CN201610477967.8A CN201610477967A CN106117430A CN 106117430 A CN106117430 A CN 106117430A CN 201610477967 A CN201610477967 A CN 201610477967A CN 106117430 A CN106117430 A CN 106117430A
Authority
CN
China
Prior art keywords
potato starch
exchange resin
ion exchange
solution
acrylic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610477967.8A
Other languages
English (en)
Inventor
温国华
冯凯
吴海霞
李纯毅
王晓莉
丁将敏
李茹
陈超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia University
Original Assignee
Inner Mongolia University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia University filed Critical Inner Mongolia University
Priority to CN201610477967.8A priority Critical patent/CN106117430A/zh
Publication of CN106117430A publication Critical patent/CN106117430A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4825—Polysaccharides or cellulose materials, e.g. starch, chitin, sawdust, wood, straw, cotton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法，其主要特征为:在50℃温度下以30%的双氧水氧化马铃薯淀粉，在室温下加入氢氧化钠溶液进行糊化，然后加入制得的丙烯酸及其钠盐溶液及交联剂溶液，在氮气保护下水浴加热一锅法合成吸附Fe3+离子树脂，最佳产品在10mg/L的Fe3+溶液中最高吸附量达到34.66mg/g，在300mg/L的Fe3+溶液中最高吸附量为722.627mg/g。本发明吸附Fe3+离子树脂的制备具有以下优势：双氧水氧化马铃薯淀粉不需要经过传统的对氧化马铃薯淀粉分离、提纯、洗涤，氧化之后的原料自身可以充当引发剂，不需额外加入引发剂，同时所合成的吸附Fe3+离子树脂具有较高的吸附量，所以本发明合成吸附Fe3+离子树脂的工艺方法简单，成本低，能有效的去除工业和生活废水中的Fe3+离子,具有很好的应用推广前景。

Description

以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸 附Fe3+离子树脂的方法
技术领域
本发明涉及一种用于环境治理领域的功能高分子材料—吸附Fe3+离子树脂的制备方法，特别是指以双氧水、马铃薯淀粉、氢氧化钠、丙烯酸为主要原料一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法。
背景技术
由于重金属具有富集性及稳定性，很难在环境中降解的特点，因此相对于其他污染，重金属污染已经成为威胁人类发展的重大环境问题。 虽然铁对人和动物毒性很小，但水体中铁化合物的浓度为0.1～0.3mg/L时，会影响水的色、嗅、味等感官性状。例如，水体中所含的某些铁化合物的浓度达到0.04mg/L，便会出现异味。印染工业用水中铁含量过高时，往往使产品出现难看的斑点。因此，象塑料、纺织、造纸、酿造和食品工业的用水，对含铁量的要求比饮用水还要高。
申请首次将氧化碱糊化后的马铃薯淀粉与去除阻聚剂的丙烯酸及其钠盐一锅法合成吸附Fe3+离子树脂。本申请很好地省略了氧化马铃薯淀粉的分离、洗涤、烘干等步骤，并且不需要加入引发剂，针对Fe3+离子的吸附进行合成条件及性能研究，所得吸附Fe3+离子树脂。当Fe3+离子初始浓度为10mg/L时，最高吸附量达到34.66mg/g，当Fe3+离子初始浓度为300mg/L时，吸附量高达722.627mg/g。由于本发明工艺简单，合成成本低，对Fe3+离子的吸附量高，因此具有很大的实用价值及应用推广前景。
发明内容
本发明提供了一种工艺简单、合成成本低、对Fe3+离子吸附容量高的吸附Fe3+离子树脂产品及其制备方法。
其方法及步骤如下：
（1）.将马铃薯淀粉与去离子水按1:5的质量比混合，加入马铃薯淀粉质量0.977倍的30%的过氧化氢并且在50℃条件下氧化1.5h；氧化完毕后称取马铃薯淀粉质量0.25倍的氢氧化钠，并以氢氧化钠质量4倍的水溶解，搅拌下将配制好的氢氧化钠溶液滴加到上述氧化马铃薯淀粉溶液中；称取马铃薯淀粉质量10倍的丙烯酸，称取丙烯酸质量0.333倍的氢氧化钠，并以氢氧化钠质量2.5倍的去离子水溶解氢氧化钠，在冰水浴冷却下用上述氢氧化钠溶液中和丙烯酸制得丙烯酸及其钠盐溶液；
（2）.将上述氧化碱糊化后的马铃薯淀粉与中和后的丙烯酸及其钠盐溶液充分混合，加入含有马铃薯淀粉质量0.0046倍的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺做交联剂，搅拌使之均匀，通入氮气，缓慢加热，使反应体系温度逐步升高，待聚合开始后，停止搅拌，继续缓慢加热，在90℃下保温2h，经烘干、粉碎即得吸附Fe3+离子树脂。最佳产品1g在10mg/L的Fe3+溶液中的最高吸附量达到34.660mg，在300mg/L的Fe3+溶液中的最高吸附量高达722.627mg/g。
如上所述，本发明中和丙烯酸所用的碱为氢氧化钠、丙烯酸均去除阻聚剂后使用。
本发明的优点：
（1）本发明采用一锅法制备吸附Fe3+离子树脂，工艺简单、易于操作；
（2）树脂合成时无需加入引发剂即可聚合，不会引入杂质，成本低；
（3）过氧化氢分解产物为水，无污染，同时产品对Fe3+离子吸附性能优良；
附图及附表说明
图1是制备吸附Fe3+离子树脂的工艺流程图
图2是丙烯酸中和度对Fe3+离子吸附量的影响
图3是30%的过氧化氢用量对Fe3+离子吸附量的影响
图4是交联剂用量对Fe3+离子吸附量的影响
图5是马铃薯淀粉与丙烯酸的配比对Fe3+离子吸附量的影响
图6是初始浓度对Fe3+离子吸附量的影响
图7是氧化温度对Fe3+吸附量的影响
图8是动态时间对Fe3+吸附量的影响
图9是正交因素表
图10是正交实验结果；
具体实施方式
实施例1：称取5g马铃薯淀粉与25ml去离子水在搅拌下混合均匀，加入4.4mL30%的双氧水在50℃下氧化1.5h，将温度降到室温，搅拌下加入1.25g氢氧化钠溶于5mL去离子水制得的氢氧化钠溶液，继续搅拌0.5h；量取50g(47.6ml)丙烯酸，称取16.67g氢氧化钠溶解于42ml去离子水制得氢氧化钠溶液，用上述制得的氢氧化钠溶液在冰水浴冷却下中和丙烯酸制得丙烯酸及其钠盐溶液，将丙烯酸及其钠盐溶液与氧化马铃薯淀粉溶液充分混合均匀，加入9.2ml浓度为2.5mg/ml的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺溶液,在氮气保护下，缓慢加热使体系温度逐步升高，待聚合反应开始后停止搅拌，在90℃下保温2h,产物经烘干、粉碎即得产品，由本实施例所制得的吸附Fe3+离子树脂在10mg/L的Fe3+离子溶液中的吸附量为34.66mg/g。在300mg/L的Fe3+离子溶液中的吸附量为722.627mg/g。
实施例2：称取5g马铃薯淀粉与25ml去离子水在搅拌下混合均匀，加入4.8mL30%的双氧水在50℃下氧化1.5h，将温度降到室温，搅拌下加入1.25g氢氧化钠溶于5mL去离子水制得的氢氧化钠溶液，继续搅拌0.5h；量取40g(38.1ml)丙烯酸，称取17.78g氢氧化钠溶解于45ml去离子水制得氢氧化钠溶液，用上述制得的氢氧化钠溶液在冰水浴冷却下中和丙烯酸制得丙烯酸及其钠盐溶液，将丙烯酸及其钠盐溶液与氧化马铃薯淀粉溶液充分混合均匀，加入10ml浓度为2.5mg/ml的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺溶液,在氮气保护下，缓慢加热使体系温度逐步升高，待聚合反应开始后停止搅拌，在90℃下保温2h，产物经烘干、粉碎即得产品，由本实施例所制得的吸附Fe3+离子树脂在10mg/L的Fe3+离子溶液中的吸附量为33.026mg/g。
实施例3：称取5g马铃薯淀粉与25ml去离子水在搅拌下混合均匀，加入4.0mL30%的双氧水在50℃下氧化1.5h，将温度降到室温，搅拌下加入1.25g氢氧化钠溶于5mL去离子水制得的氢氧化钠溶液，继续搅拌0.5h；量取50g(47.6ml)丙烯酸，称取19.44g氢氧化钠溶解于48.6ml去离子水制得氢氧化钠溶液，用上述制得的氢氧化钠溶液在冰水浴冷却下中和丙烯酸制得丙烯酸及其钠盐溶液，将丙烯酸及其钠盐溶液与氧化马铃薯淀粉溶液充分混合均匀，加入8.8ml浓度为2.5mg/ml的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺溶液,在氮气保护下，缓慢加热使体系温度逐步升高，待聚合反应开始后停止搅拌，在90℃下保温2h,产物经烘干、粉碎即得产品，由本实施例所制得的吸附Fe3+离子树脂在10mg/L的Fe3+离子溶液中的吸附量为34.005mg/g。

Claims (5)

1.以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法，其特征在于其方法及步骤为：
（1）.将马铃薯淀粉与去离子水按1:5的质量比混合，加入马铃薯淀粉质量0.977倍的30%的过氧化氢并且在50℃条件下氧化1.5h；氧化完毕后称取马铃薯淀粉质量0.25倍的氢氧化钠，并以氢氧化钠质量4倍的水溶解，搅拌下将配制好的氢氧化钠溶液滴加到上述氧化马铃薯淀粉溶液中；称取马铃薯淀粉质量10倍的丙烯酸，称取丙烯酸质量0.333倍的氢氧化钠，并以氢氧化钠质量2.5倍的去离子水溶解氢氧化钠，在冰水浴冷却下用上述氢氧化钠溶液中和丙烯酸制得丙烯酸及其钠盐溶液；
（2）.将上述氧化碱糊化后的马铃薯淀粉与中和后的丙烯酸及其钠盐溶液充分混合，加入含有马铃薯淀粉质量0.0046倍的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺做交联剂，搅拌使之均匀，通入氮气，缓慢加热，使反应体系温度逐步升高，待聚合开始后，停止搅拌，继续缓慢加热，在90℃下保温2h，经烘干、粉碎即得吸附Fe3+离子树脂。
2.最佳产品1g在10mg/L的Fe3+溶液中的最高吸附量达到34.660mg/g，在300mg/L的Fe3+溶液中的最高吸附量高达722.627mg/g。
3. 根据权利要求书1所述，各原料及其配比（按质量比）为马铃薯淀粉：分散马铃薯淀粉的去离子水：糊化马铃薯淀粉用氢氧化钠：溶解氢氧化钠的去离子水：30%的过氧化氢：丙烯酸：中和丙烯酸用氢氧化钠：溶解氢氧化钠的去离子水：N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺=1：5：0.25：1 ：0.977 ：10：3.333：8.333：0.0046。
4.根据权利要求书1所述，双氧水的质量分数为30%。
5.根据权利要求1所述，丙烯酸溶液的密度为1.05g/mL。
CN201610477967.8A 2016-06-28 2016-06-28 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法 Pending CN106117430A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610477967.8A CN106117430A (zh) 2016-06-28 2016-06-28 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610477967.8A CN106117430A (zh) 2016-06-28 2016-06-28 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106117430A true CN106117430A (zh) 2016-11-16

Family

ID=57266059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610477967.8A Pending CN106117430A (zh) 2016-06-28 2016-06-28 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106117430A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1667007A (zh) * 2005-04-01 2005-09-14 大连民生环保科技有限公司 新的淀粉基高分子系列环保絮凝剂、制备方法及其用途
CN101638456A (zh) * 2009-09-14 2010-02-03 内蒙古大学 一种以马铃薯淀粉为原料制备具有交联结构的高吸水树脂的方法
CN104177545A (zh) * 2014-07-08 2014-12-03 内蒙古大学 双氧水氧化马铃薯淀粉接枝聚合制备高吸水树脂的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1667007A (zh) * 2005-04-01 2005-09-14 大连民生环保科技有限公司 新的淀粉基高分子系列环保絮凝剂、制备方法及其用途
CN101638456A (zh) * 2009-09-14 2010-02-03 内蒙古大学 一种以马铃薯淀粉为原料制备具有交联结构的高吸水树脂的方法
CN104177545A (zh) * 2014-07-08 2014-12-03 内蒙古大学 双氧水氧化马铃薯淀粉接枝聚合制备高吸水树脂的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张俐娜等: "《基于生物质的环境友好材料》", 30 June 2011, 化学工业出版社 *
李建颖，编著: "《高吸水与高吸油性树脂》", 31 May 2005, 化学工业出版社 *
韩立鹏，等: "双氧水氧化马铃薯淀粉最佳工艺条件及其特性的研究", 《河南工业大学学报(自然科学版)》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hodaifa et al. Kinetic and thermodynamic parameters of iron adsorption onto olive stones
Zheng et al. Highly efficient and selective adsorption of malachite green onto granular composite hydrogel
Saha et al. Sorption of Cr (VI) from aqueous solution by Amberlite XAD-7 resin impregnated with Aliquat 336
Argun et al. Removal of Cd (II), Pb (II), Cu (II) and Ni (II) from water using modified pine bark
CN101314124B (zh) 一种疏水性高微孔吸附树脂及其制法和用途
Cao et al. Synthesis and evaluation of molecularly imprinted polymers with binary functional monomers for the selective removal of perfluorooctanesulfonic acid and perfluorooctanoic acid
MX2009005006A (es) Microcapsulas, su uso y procesos para su fabricacion.
CN101690885A (zh) 一种4-乙烯吡啶吸附树脂及其制备方法
CN107973873A (zh) 一种超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法
CN103864975A (zh) 同步去除水中硝酸盐和重金属离子的大孔强碱性阴离子交换树脂的制备方法
Kowalczyk et al. Modern hybrid sorbents–New ways of heavy metal removal from waters
Sun et al. A novel surface imprinted resin for the selective removal of metal-complexed dyes from aqueous solution in batch experiments: ACB GGN as a representative contaminant
CN106117430A (zh) 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Fe3+离子树脂的方法
Yinghua et al. Removal of sunset yellow by methanol modified walnut shell
Li et al. Synthesis and adsorption application of amine shield-introduced-released porous chitosan hydrogel beads for removal of acid orange 7 from aqueous solutions
CN107008485A (zh) 一种氮掺杂石墨烯负载Ru和WO3的催化剂及制备方法与应用
CN108948255A (zh) 一种苯乙烯树脂及其制备方法
Kyzas et al. Optimization of Batch Conditions and Application to Fixed-Bed Columns for a Sequential Technique of Total Color Removal Using" Greek Coffee" Residues as Materials for Real Dyeing Effluents.
Chen et al. Removal of phthalate esters from aqueous solution by molybdate impregnated chitosan beads
US3219409A (en) Recovery of iodine from aqueous solutions
CN106117429A (zh) 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Hg2+离子树脂的方法
CN106008828A (zh) 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Cr3+离子树脂的方法
Chen et al. Synthesis of crosslinked oxidized starch and its adsorption behavior for calcium ion
CN106008837A (zh) 以羧甲基马铃薯淀粉与丙烯酰胺为原料合成吸附Fe3+树脂的方法
CN106008826A (zh) 以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Zn2+离子树脂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161116

RJ01 Rejection of invention patent application after publication