CN106589405A - 一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法 - Google Patents

一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106589405A
CN106589405A CN201611196654.1A CN201611196654A CN106589405A CN 106589405 A CN106589405 A CN 106589405A CN 201611196654 A CN201611196654 A CN 201611196654A CN 106589405 A CN106589405 A CN 106589405A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lignin
metal ion
preparation
parts
crosslinking
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
CN201611196654.1A
Other languages
English (en)
Inventor
施晓旦
杨欢
邵威
金霞朝
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.)
Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Shandong Dongsheng New Material Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
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 Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd filed Critical Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Priority to CN201611196654.1A priority Critical patent/CN106589405A/zh
Publication of CN106589405A publication Critical patent/CN106589405A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00—Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids
    • 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
    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/26—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
    • C02F2103/28—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)

Abstract

本发明公开一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法，该方法是以木质素为基础，先采用环氧氯丙烷进行交联反应，然后进行醚化改性，最后用二硫化碳为交联剂，制备一种具有双交联结构的金属离子螯合剂；采用该方法制得的金属离子螯合剂对Cr2+、Cu2+、Ni2+等离子具有较强的螯合能力，并且生成成本低，操作简单等优点，在水处理等领域具有潜在应用价值。

Description

一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及环境保护和水处理领域，尤其涉及一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法。
背景技术
目前重金属污水处理的方法都存在一定的缺点，或成本价格过高，或分离较难而形成二次污染等。吸附法操作简便，成本低，处理效果好而深受学术界及企业界的青睐。改性木质素重金属离子吸附剂由于原料来源广，价格低廉，对环境友好，吸附效果佳近年来成了国内外研究的热点。
近年来开发的高分子重金属处理剂凭借其与重金属极强的螯合能力，给处理重金属废水带来生机。采用木质素原料，经过一系列反应改性为具有螯合基团的捕集剂，与重金属离子形成螯合沉淀物。这类螯合剂具有吸附效果好、选择性好、易洗脱、易稳定、沉淀渣易保存优点，并且生产成本较低，在造纸废水处理中具有应用价值。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种吸附效果好、选择性好、易保存且生产成本较低的木质素金属离子螯合剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种木质素金属离子螯合剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称取100份的木质素，用5％的NaCl溶液配成40％的乳液，混合均匀后，用8％的NaOH溶液调节至适合pH范围；加入20～50份的环氧氯丙烷，于30～50℃下在恒温水浴锅中反应3～5h；反应过程中不断搅拌，取出后用HCl调节至pH6.5左右；用乙醇洗涤，过滤，干燥，得到交联木质素；
(2)对交联木质素进行醚化改性，将其分散在乙醇中，加入交联木质素质量5～10％的NaOH以及交联木质素质量10～50％的醚化剂，在40～60℃条件下反应2～6小时，分离干燥后得到交联醚化木质素备用；
(3)准确称取一定量的交联醚化木质素，制成质量为20％的乳液，搅拌均匀，缓慢滴加0.2g/mL氢氧化钠，然后加入二硫化碳，在50℃的水浴锅中反应1-3h；取出再加入0.1g/mL硫酸镁溶液，继续反应10-20min；
(4)反应停止后，水洗，抽滤，之后依次用丙酮、乙醚洗涤1-3次；
(5)然后真空干燥得到双交联醚化木质素螯合剂，即得木质素金属离子螯合剂。
进一步地，所述步骤(1)中的反应温度为40-45℃，反应时间为3.5h。
进一步地，所述步骤(1)所采用的木质素中的活性物质含量为60～70％。
进一步地，所述步骤(2)中所采用的醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
进一步地，所述步骤(2)中加入交联木质素质量10％的NaOH以及交联木质素质量30％的醚化剂，反应温度为40-45℃，反应时间为3.5h。
进一步地，所述步骤(3)中各反应物用量配比为：交联醚化木质素80-120份；0.2g/mL氢氧化钠100～120份；二硫化碳50～100份；0.1g/mL硫酸镁溶液250～300份。
进一步地，所述步骤(3)中各反应物用量配比为：交联醚化木质素100份；0.2g/mL氢氧化钠110份；二硫化碳60份；0.1g/mL硫酸镁溶液280份。
进一步地，所述步骤(2)中所采用的醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
进一步地，所述所用木质素为碱木素。
进一步地，所述步骤(1)所采用的木质素中的活性物质含量为60～70％。
本发明的第二个方面是提供一种采用所述方法制备的木质素金属离子螯合剂。
本发明发明的第三个方面是提供一种所述木质素金属离子螯合剂在处理造纸废水金属离子中的应用。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明方法以木质素为基础，先采用环氧氯丙烷进行交联反应，然后进行醚化改性，最后用二硫化碳为交联剂，制备一种具有双交联结构的金属离子螯合剂。所得的产品对Cr2+、Cu2+、Ni2+等离子具有较强的螯合能力，并且生成成本低，操作简单等优点，在水处理等领域具有潜在应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例木质素金属离子螯合剂的金属离子含量分析示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1木质素金属离子螯合剂的制备，具备包括以下步骤：
(1)准确称取100份的木质素，用5％的NaCl溶液配成40％的乳液，混合均匀后，用8％的NaOH溶液调节至适合pH范围；加入20～50份的环氧氯丙烷，于30～50℃下在恒温水浴锅中反应5h；反应过程中不断搅拌，取出后用HCl调节至pH 6.5左右；用乙醇洗涤，过滤，干燥，得到交联木质素；
(2)对交联木质素进行醚化改性，将其分散在乙醇中，加入交联木质素质量8％的NaOH以及交联木质素质量30％的醚化剂，在40～60℃条件下反应5小时，分离干燥后得到交联醚化木质素备用；
(3)准确称取一定量的交联醚化木质素，制成质量为20％的乳液，搅拌均匀；缓慢滴加0.2g/mL氢氧化钠，然后加入二硫化碳，在50℃的水浴锅中反应2h；取出再加入0.1g/mL硫酸镁溶液，继续反应15min；其中，本步骤各反应物按质量计，比例如下：
(4)反应停止后，水洗，抽滤，之后依次用丙酮、乙醚洗涤2次；
(5)然后真空干燥得到双交联醚化木质素螯合剂。
实施例2木质素金属离子螯合剂的制备，具备包括以下步骤：
(1)准确称取100份的木质素，用5％的NaCl溶液配成40％的乳液，混合均匀后，用8％的NaOH溶液调节至适合pH范围；加入20～50份的环氧氯丙烷，于30～50℃下在恒温水浴锅中反应3h；反应过程中不断搅拌，取出后用HCl调节至pH 6.5左右；用乙醇洗涤，过滤，干燥，得到交联木质素；
(2)对交联木质素进行醚化改性，将其分散在乙醇中，加入交联木质素质量6％的NaOH以及交联木质素质量25％的醚化剂，在40～60℃条件下反应2小时，分离干燥后得到交联醚化木质素备用；
(3)准确称取一定量的交联醚化木质素，制成质量为20％的乳液，搅拌均匀；缓慢滴加0.2g/mL氢氧化钠，然后加入二硫化碳，在50℃的水浴锅中反应2h；取出再加入0.1g/mL硫酸镁溶液，继续反应15min；其中，本步骤各反应物按质量计，比例如下：
(4)反应停止后，水洗，抽滤，之后依次用丙酮、乙醚洗涤2次；
(5)然后真空干燥得到双交联醚化木质素螯合剂。
实施例3木质素金属离子螯合剂的制备，具备包括以下步骤：
(1)准确称取100份的木质素，用5％的NaCl溶液配成40％的乳液，混合均匀后，用8％的NaOH溶液调节至适合pH范围；加入20～50份的环氧氯丙烷，于30～50℃下在恒温水浴锅中反应5h；反应过程中不断搅拌，取出后用HCl调节至pH 6.5左右；用乙醇洗涤，过滤，干燥，得到交联木质素；
(2)对交联木质素进行醚化改性，将其分散在乙醇中，加入交联木质素质量10％的NaOH以及交联木质素质量45％的醚化剂，在40～60℃条件下反应5小时，分离干燥后得到交联醚化木质素备用；
(3)准确称取一定量的交联醚化木质素，制成质量为20％的乳液，搅拌均匀；缓慢滴加0.2g/mL氢氧化钠，然后加入二硫化碳，在50℃的水浴锅中反应2h；取出再加入0.1g/mL硫酸镁溶液，继续反应15min；其中，本步骤各反应物按质量计，比例如下：
(4)反应停止后，水洗，抽滤，之后依次用丙酮、乙醚洗涤2次。
(5)然后真空干燥得到双交联醚化木质素螯合剂。
实施例4木质素金属离子螯合剂的制备，具备包括以下步骤：
(1)准确称取100份的木质素，用5％的NaCl溶液配成40％的乳液，混合均匀后，用8％的NaOH溶液调节至适合pH范围；加入20～50份的环氧氯丙烷，于30～50℃下在恒温水浴锅中反应5h；反应过程中不断搅拌，取出后用HCl调节至pH 6.5左右；用乙醇洗涤，过滤，干燥，得到交联木质素；
(2)对交联木质素进行醚化改性，将其分散在乙醇中，加入交联木质素质量8％的NaOH以及交联木质素质量35％的醚化剂，在40～60℃条件下反应4小时，分离干燥后得到交联醚化木质素备用；
(3)准确称取一定量的交联醚化木质素，制成质量为20％的乳液，搅拌均匀；缓慢滴加0.2g/mL氢氧化钠，然后加入二硫化碳，在50℃的水浴锅中反应2h；取出再加入0.1g/mL硫酸镁溶液，继续反应15min；其中，本步骤各反应物按质量计，比例如下：
(4)反应停止后，水洗，抽滤，之后依次用丙酮、乙醚洗涤2次；
(5)然后真空干燥得到双交联醚化木质素螯合剂。
络合金属离子量分析：
以上述实施例1-4制得的双交联醚化木质素螯合剂为试验例；以木质素磺酸盐为对照样，配置质量浓度为0.03％的Cr2+溶液、0.002％的Cu2+溶液、0.006％的Ni2+离子溶液，固定金属离子/螯合剂质量比为0.10，加入螯合剂，放置摇床恒温振荡，一段时间后将其取出，离心分离，得到上层清液作为对比例；分别测定上清液中的离子浓度，计算络合金属离子含量，具体测试数据如图1所示，结果表明，本发明的螯合剂明显优于对比例。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种木质素金属离子螯合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)准确称取100份的木质素，用5％的NaCl溶液配成40％的乳液，混合均匀后，用8％的NaOH溶液调节至适合pH范围；加入20～50份的环氧氯丙烷，于30～50℃下在恒温水浴锅中反应3～5h；反应过程中不断搅拌，取出后用HCl调节至pH6.5左右；用乙醇洗涤，过滤，干燥，得到交联木质素；
(2)对交联木质素进行醚化改性，将其分散在乙醇中，加入交联木质素质量5～10％的NaOH以及交联木质素质量10～50％的醚化剂，在40～60℃条件下反应2～6小时，分离干燥后得到交联醚化木质素备用；
(3)准确称取一定量的交联醚化木质素，制成质量为20％的乳液，搅拌均匀，缓慢滴加0.2g/mL氢氧化钠，然后加入二硫化碳，在50℃的水浴锅中反应1-3h；取出再加入0.1g/mL硫酸镁溶液，继续反应10-20min；
(4)反应停止后，水洗，抽滤，之后依次用丙酮、乙醚洗涤1-3次；
(5)然后真空干燥得到双交联醚化木质素螯合剂，即得木质素金属离子螯合剂。
2.根据权利要求1所述的木质素金属离子螯合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的反应温度为40-45℃，反应时间为3.5h。
3.根据权利要求1所述的木质素金属离子螯合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加入交联木质素质量10％的NaOH以及交联木质素质量30％的醚化剂，反应温度为40-45℃，反应时间为3.5h。
4.根据权利要求1所述的木质素金属离子螯合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中各反应物用量配比为：交联醚化木质素80-120份；0.2g/mL氢氧化钠100～120份；二硫化碳50～100份；0.1g/mL硫酸镁溶液250～300份。
5.根据权利要求4所述的木质素金属离子螯合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中各反应物用量配比为：交联醚化木质素100份；0.2g/mL氢氧化钠110份；二硫化碳60份；0.1g/mL硫酸镁溶液280份。
6.根据权利要求1所述的木质素金属离子螯合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所采用的醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
7.根据权利要求1所述的木质素金属离子螯合剂的制备方法，其特征在于，所述所用木质素为碱木素。
8.根据权利要求1所述的木质素金属离子螯合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)所采用的木质素中的活性物质含量为60～70％。
9.一种如权利要求1-8任一项所述方法制备的木质素金属离子螯合剂。
10.一种如权利要求9所述的木质素金属离子螯合剂在处理造纸废水金属离子中的应用。
CN201611196654.1A 2016-12-22 2016-12-22 一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法 Pending CN106589405A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611196654.1A CN106589405A (zh) 2016-12-22 2016-12-22 一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611196654.1A CN106589405A (zh) 2016-12-22 2016-12-22 一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106589405A true CN106589405A (zh) 2017-04-26

Family

ID=58602465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611196654.1A Pending CN106589405A (zh) 2016-12-22 2016-12-22 一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106589405A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109666155A (zh) * 2017-10-13 2019-04-23 上海东升新材料有限公司 一种交联改性木质素螯合剂及其制备方法
CN110218337A (zh) * 2019-07-02 2019-09-10 南方科技大学 一种水溶性木质素螯合剂及其制备方法和应用
CN113214004A (zh) * 2021-05-11 2021-08-06 深圳市华创汇能技术有限公司 一种螯合型木质素基保水缓释铜肥的制法及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020011447A1 (en) * 1999-09-30 2002-01-31 Waldmann John J. Chemical composition for treatment of nitrate and odors from water streams and process wastewater treatment
CN102784622A (zh) * 2012-07-18 2012-11-21 广西大学 木质素基二硫代氨基甲酸盐类重金属离子捕捉剂及制备方法
CN104448338A (zh) * 2014-11-18 2015-03-25 广西大学 一种木质素黄原酸酯的制备方法
CN105664872A (zh) * 2016-03-30 2016-06-15 广西南岜仔科技有限公司 一种改性木质素磺酸钠重金属捕捉剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020011447A1 (en) * 1999-09-30 2002-01-31 Waldmann John J. Chemical composition for treatment of nitrate and odors from water streams and process wastewater treatment
CN102784622A (zh) * 2012-07-18 2012-11-21 广西大学 木质素基二硫代氨基甲酸盐类重金属离子捕捉剂及制备方法
CN104448338A (zh) * 2014-11-18 2015-03-25 广西大学 一种木质素黄原酸酯的制备方法
CN105664872A (zh) * 2016-03-30 2016-06-15 广西南岜仔科技有限公司 一种改性木质素磺酸钠重金属捕捉剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘欣: "复合交联淀粉制备及对造纸废水中金属离子吸附作用探究", 《华东纸业》 *
温彩霞: "DTCL螯合剂制备及其在飞灰处理中的应用研究", 《农业与技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109666155A (zh) * 2017-10-13 2019-04-23 上海东升新材料有限公司 一种交联改性木质素螯合剂及其制备方法
CN110218337A (zh) * 2019-07-02 2019-09-10 南方科技大学 一种水溶性木质素螯合剂及其制备方法和应用
CN110218337B (zh) * 2019-07-02 2021-10-08 南方科技大学 一种水溶性木质素螯合剂及其制备方法和应用
CN113214004A (zh) * 2021-05-11 2021-08-06 深圳市华创汇能技术有限公司 一种螯合型木质素基保水缓释铜肥的制法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. Natural deep eutectic solvent mediated pretreatment of rice straw: bioanalytical characterization of lignin extract and enzymatic hydrolysis of pretreated biomass residue
CN104018346B (zh) 对Cr(VI)具有选择性吸附的螯合纤维的合成方法
CN106589405A (zh) 一种木质素金属离子螯合剂及其制备方法
CN104437410B (zh) 用于吸附重金属离子、有机污染物的改性纤维素材料及制备方法
CN102784622A (zh) 木质素基二硫代氨基甲酸盐类重金属离子捕捉剂及制备方法
CN105784864A (zh) 一种土壤中重金属的检测方法
CN102527348B (zh) 一种木素重金属离子吸附剂及其制备方法
CN107298765B (zh) 黑磷烯/玉米秸穰综纤维素醚共混凝胶的制备方法及应用
CN107138135A (zh) 一种离子印迹纳米纤维素吸附材料及其制备方法和应用
CN105921121A (zh) 一种易于回收的纳米纤维素单宁微凝胶吸附剂的制备方法
CN105080511B (zh) 一种玉米秸秆纤维素黄原酸镁盐的制备方法及应用
CN107597076A (zh) 一种氨基纤维素及其应用
CN105859983A (zh) 一种改性木质素螯合剂及其制备方法
CN106117377A (zh) 一种二硫化氨基甲酸盐改性木薯淀粉螯合剂的制备方法及其产品
Liu et al. Adsorption of Ag+ by persimmon tannins immobilized on collagen fiber
CN106268675B (zh) 一种三乙烯四胺改性磁性棕榈树皮吸附剂的制备
CN105126772B (zh) 一种含巯醚结构的木质素基重金属离子吸附剂及其制备方法
CN103285835B (zh) 一种纳米Fe0/聚乙烯亚胺复合螯合剂的制备方法
CN103412065B (zh) 一种测定烟气脱硫溶液中有机胺类组分的方法
CN111389375A (zh) 一种重金属离子吸附剂的制备及其吸附方法
Oveissi et al. Process for treating spent liquor of the TMP process with biomass-based fly ash
CN104549166A (zh) 一种二巯基丙醇改性粘土矿物材料及其制备方法与应用
Özbaş et al. Comparative metal (Cu, Ni, Zn, total Cr, and Fe) removal from galvanic sludge by molasses hydrolysate
CN103933956B (zh) 一种以乙二胺为原料的煤基复合螯合材料的制备方法
CN106589145A (zh) 一种双交联木薯淀粉螯合剂及其制备方法

Legal Events

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

Application publication date: 20170426