CN107042094B - 用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法 - Google Patents

用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107042094B
CN107042094B CN201710299890.4A CN201710299890A CN107042094B CN 107042094 B CN107042094 B CN 107042094B CN 201710299890 A CN201710299890 A CN 201710299890A CN 107042094 B CN107042094 B CN 107042094B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chitosan
acetic acid
cellulose
mass fraction
iron
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.)
Active
Application number
CN201710299890.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107042094A (zh
Inventor
白仁碧
杨晶晶
陈慧
李志萍
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.)
Suzhou University of Science and Technology
Original Assignee
Suzhou University of Science and Technology
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 Suzhou University of Science and Technology filed Critical Suzhou University of Science and Technology
Priority to CN201710299890.4A priority Critical patent/CN107042094B/zh
Publication of CN107042094A publication Critical patent/CN107042094A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107042094B publication Critical patent/CN107042094B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • 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
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • 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
    • B01J2220/46—Materials comprising a mixture of inorganic and organic materials
    • 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
    • B01J2220/4806—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of inorganic character
    • 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)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于吸附除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，该吸附剂由壳聚糖、醋酸纤维素及铁氧化物复合而成，其通过制备具有多孔结构的醋酸纤维素骨架，以壳聚糖丰富的官能团为功能基团，以铁氧化物作为吸附剂的活性组分，从而解决了铁氧化物直接吸附时水头损失大、难分离、壳聚糖稳定性差，以及比表面积小等缺点。

Description

用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法
技术领域
本发明属于环境功能材料技术领域，特别涉及一种用于处理水中锑的复合吸附剂的制备方法。
背景技术
锑是一种两性稀有金属，中国是世界上锑储量最高的国家，供应全球约84％的需求量。环境中锑主要来源于锑矿区及特殊的含锑量偏高的地质带。
锑对人体和生物具有慢性毒性和致癌性，在天然水或土壤中锑多以+3价和+5价的含氧酸盐形态存在，其中三价锑的毒性比五价锑高10倍。在锑矿区采矿产生的废水、废渣，或者对含锑燃料进行燃烧，使用含锑的阻燃剂、催化剂及稳定剂等都会造成锑污染。因此，有必要对废水或天然水体中的锑污染进行处理。
目前用于处理水体锑污染的技术包括：(1)化学沉淀法，在合适的pH下投加铁盐、石灰水和硫化物等，比如饮用水中锑污染应急处理时采用铁盐混凝沉淀。这种方法简单方便，但是容易产生大量的含锑沉泥，属于危险废弃物，易增加处理成本，且易带来二次污染；(2)电化学法，通过微电解使水中的锑转化为锑单质并被截留，如铁碳微电解，高纯度铜锌合金介质，这种方法更适用于呈酸性的废水，缺点是不具备选择性，水中其它物质会竞争反应，且电解材料需定期更换；(3)离子交换法，以离子交换树脂为交换剂，缺点是成本较高，难以大规模推广应用；(4)吸附法，吸附剂主要包括针铁矿、赤铁矿、二氧化硅、氧化铝、蒙脱石等无机矿物、活性炭和有机吸附剂，这种方法是通过物理吸附、化学吸附、离子交换等作用将水中的锑固定在吸附剂表面，适应性强、易操作；缺点是大部分吸附剂因成本高、吸附容量小、吸附速率低、再生困难等原因，仅停留在实验室研究阶段，而未进行工程推广应用。因此，开发大吸附容量、高吸附速率、易再生、廉价易得的吸附剂成为吸附法除锑的主要方向和难点问题。
水合铁氧化物具有较高的比表面积和较大的表面羟基密度，对水中锑具有选择性吸附性能。但是直接采用粉末态铁氧化物吸附床时产生极大的水头损失，导致系统无法稳定运行。将铁氧化物负载于大颗粒载体上是解决其连续运行的有效方式。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰基化的产物，是一种性能优异的天然高分子化合物，其分子链中含有大量的羟基和伯胺基，能够络合去除水中的重金属离子。但是，壳聚糖对重金属的含氧酸盐的吸附能力较差，且具有易溶于酸性溶液、稳定性差、不易从水中分离等缺点。将铁氧化物负载于壳聚糖上可以解决上述问题，专利(ZL200910017171.7)公开了一种壳聚糖-氧化铁复合吸附剂除砷的材料，解决了壳聚糖pH稳定性差、对含氧酸盐吸附量小、分离难的问题，但是该材料直接制得的壳聚糖水凝胶总孔体积较少，凝胶内部的壳聚糖和铁氧化物很难发挥作用，且通过戊二醛交联后，壳聚糖部分官能团失活，不利于对水中重金属含氧酸盐的吸附去除。专利(CN201310538561.2)公开了一种铁/壳聚糖/聚氧化乙烯纳米纤维膜，该纳米生物吸附材料对砷选择性强、吸附容量大且耐酸碱性强，其采用高压静电纺丝技术将含有聚氧化乙烯和铁离子的壳聚糖溶液制备成具有高比表面积的纳米纤维膜，使壳聚糖表面官能团得到充分暴露，其中聚氧化乙烯主要用来改善壳聚糖的可电纺性能，但是这种制备方法能耗大，纳米纤维膜尺寸小，限制了其在实际生产中的应用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于吸附除锑的吸附剂的制备方法，该吸附剂由壳聚糖、醋酸纤维素及铁氧化物复合而成，其通过制备具有多孔结构的醋酸纤维素骨架，以壳聚糖丰富的官能团为功能基团，以铁氧化物作为吸附剂的活性组分，从而解决了铁氧化物直接吸附时水头损失大、难分离、低浓度锑传质速率差以及壳聚糖稳定性差、比表面积小等问题。
本发明还有一个目的在于通过加入添加剂以提高制得的复合吸附剂的除锑吸附率。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将壳聚糖及醋酸纤维素溶于甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，所述壳聚糖的质量分数为0.5％～10％，所述醋酸纤维素的质量分数为5％～15％；
步骤二，将三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述三价铁盐的质量分数为0.03％～8％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为4％～25％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。
上述操作中，所述壳聚糖、醋酸纤维素及铁离子的含量必须在所限定范围内，方可得到本案所需的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，当超出此范围时，所制得的复合吸附剂无法达到本案所述吸附除锑的目的。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其中，步骤二中，所述三价铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、高氯酸铁、柠檬酸铁或焦磷酸铁中的一种或几种。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其中，步骤二中，所述三价铁盐为六水合三氯化铁。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其中，步骤四中，所述注射器的注射速度为1～60粒/min。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖及12g醋酸纤维素溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，所述壳聚糖的质量分数为2％，所述醋酸纤维素的质量分数为8.7％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为16％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到直径为1～5mm的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其中，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖及12g醋酸纤维素溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素质量分数为8.7％；
步骤二，将1g三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述三价铁盐的质量分数为0.7％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为16％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其中，包括以下步骤：
步骤一，将壳聚糖、醋酸纤维素及添加剂溶于甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，所述壳聚糖的质量分数为0.5％～10％，所述醋酸纤维素的质量分数为5％～15％，所述添加剂的质量分数为0.01％～5％；
步骤二，将三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述三价铁盐的质量分数为0.03％～8％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为4％～25％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂；
其中，所述添加剂为氧化剂或多胺基化合物。
加入添加剂主要增加吸附剂中的表面胺基数量，调控吸附剂的表面电性。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其中，所述添加剂为氧化剂；所述添加剂为高锰酸钾、高铁酸钾或芬顿试剂中的一种。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其中，所述添加剂为多胺基化合物；所述添加剂为乙二胺四乙酸或有机季铵盐中的一种。
优选的是，所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其中，包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖、12g醋酸纤维素及一定量的芬顿试剂溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素的含量为8.7％，芬顿试剂质量分数为5％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其直径约为2mm。
如上所述，本发明公开的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法具有以下有益效果：
(1)与现有材料相比，本案的复合吸附剂以醋酸纤维素为骨架，极大的提高了材料的比表面积，使壳聚糖的官能团能够充分发挥作用；
(2)复合吸附剂中壳聚糖可浓缩水中的锑，从而进一步促进铁氧化物吸附除锑，使吸附剂的整体吸附活性更强；通过将醋酸纤维素、壳聚糖及铁以一定比例复合，使制得的复合吸附剂不仅可以用于除锑，且吸附率大大增强；
(3)与现有材料相比，本案的复合吸附剂强度和稳定性大幅提高，并可再生及反复利用，原材料成本低，材料制备工艺简单，材料呈颗粒状，便于工程应用；
(4)本发明所公开的复合吸附剂吸附量大、选择性高，解决了铁氧化物直接吸附时水头损失大、难分离、壳聚糖稳定性差、比表面积小等缺点；
(5)添加剂的加入，一方面可浓缩水中的锑，促进铁氧化物吸附除锑；一方面通过自身吸附性可提高复合吸附剂的吸附能力，使其吸附除锑率远高于现有材料。
附图说明
图1a为本发明未载铁的壳聚糖/醋酸纤维素的表面扫描电镜图；
图1b为本发明载铁后的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的表面扫描电镜图(图上标尺是10μm)；
图2为壳聚糖、壳聚糖/醋酸纤维素、壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂对水中微量Sb(V)的吸附去除效果；
图3为本发明实施例1所述的复合吸附剂在不同pH条件下对水中锑的去除率；
图4为本发明实施例1所述的1.2g复合吸附剂在pH＝4的条件下对水中锑的吸附去除速率。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明提供了一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将壳聚糖及醋酸纤维素溶于甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，所述壳聚糖的质量分数为0.5％～10％，所述醋酸纤维素的质量分数为5％～15％；
步骤二，将三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述三价铁盐的质量分数为0.03％～8％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为4％～25％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。(图1a、图1b)
比较壳聚糖、壳聚糖/醋酸纤维素、壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂对水中微量锑的吸附去除效果，通过图2可知，壳聚糖/醋酸纤维素载体本身对锑有一定的去除能力，载铁后的壳聚糖/醋酸纤维素/铁吸附剂对锑的吸附去除能力得到进一步提升。
通过以下实施例做进一步解释：
实施例1
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖及12g醋酸纤维素溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素的含量8.7％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其直径约为2mm。
从图3可以看出：锑(Sb(V))的去除率随着pH增大，去除率下降，当复合吸附剂投量为1.2g/L时(具体地，将0.12g吸附剂投加至100mL的锑浓度为200μg/L的水中)，对pH＝4的水中锑的吸附去除高达98％；
在pH＝6.5的条件下，将0.12g吸附剂投加至100mL含有铜浓度为50mg/L的水中，吸附8h后，将吸附剂捞出，投入到200μg/L的Sb(V)溶液中，吸附剂对锑的去除速率得到了增加，反应2h，去除率从51％增加至63％。
进一步地，如图4所示，将制得的复合吸附剂加入至pH为4.0的含锑水中(浓度为1mg/L)，吸附5min，吸附除锑率可达到76％，吸附1h去除率达到87％，吸附平衡后，吸附去除率高达95％。
实施例2
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖及12g醋酸纤维素溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖的质量分数为2％，醋酸纤维素的质量分数为8.7％；
步骤二，将1g三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素的甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，铁的质量分数为0.7％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。
取0.12g所述壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂加入5mg/L含锑水中(pH为4.0)，锑吸附去除率为92％。
实施例3
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将壳聚糖及醋酸纤维素溶于甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数0.5％，醋酸纤维素质量分数为5％；
步骤二，将三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，铁的质量分数为0.03％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为4％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。
实施例4
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将壳聚糖及醋酸纤维素溶于甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数10％，醋酸纤维素质量分数为15％；
步骤二，将三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，铁的质量分数为8％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为25％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。
实施例5
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖、12g醋酸纤维素及一定量的高铁酸钾溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素的含量为8.7％，高铁酸钾质量分数为0.01％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其直径约为2mm。
实施例6
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖、12g醋酸纤维素及一定量的芬顿试剂溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素的含量为8.7％，芬顿试剂质量分数为5％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其直径约为2mm。
实施例7
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖、12g醋酸纤维素及一定量的有机季铵盐溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素的含量为8.7％，有机季铵盐质量分数为1％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其直径约为2mm。
实施例8
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖、12g醋酸纤维素及一定量的乙二胺四乙酸溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素的含量为8.7％，乙二胺四乙酸质量分数为0.5％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其直径约为2mm。
实施例9
一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖、12g醋酸纤维素及一定量的高锰酸钾溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素的含量为8.7％，高锰酸钾质量分数为0.1％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其直径约为2mm。
分别取0.12g实施例1、2及实施例5至9所制得的所述壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，加入到5mg/L含锑水中(pH＝4)，锑吸附去除率排序依次为：实施例1＜实施例2＜实施例8＜实施例7＜实施例5＜实施例9＜实施例6，其中，实施例6的锑吸附去除率可达97％。通过添加添加剂，复合吸附剂吸附除锑能力进一步提高。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤一，将壳聚糖及醋酸纤维素溶于甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，所述壳聚糖的质量分数为0.5％～10％，所述醋酸纤维素的质量分数为5％～15％；
步骤二，将三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述三价铁盐的质量分数为0.03％～8％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为4％～25％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其中，步骤二中，所述三价铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、高氯酸铁、柠檬酸铁或焦磷酸铁中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述三价铁盐为六水合三氯化铁。
3.根据权利要求1所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，所述注射器的注射速度为1～60粒/min。
4.根据权利要求1所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖及12g醋酸纤维素溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，所述壳聚糖的质量分数为2％，所述醋酸纤维素的质量分数为8.7％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为16％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到直径为1～5mm的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。
5.根据权利要求1所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖及12g醋酸纤维素溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素质量分数为8.7％；
步骤二，将1g三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述三价铁盐的质量分数为0.7％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为16％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂。
6.根据权利要求1所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将壳聚糖、醋酸纤维素及添加剂溶于甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，所述壳聚糖的质量分数为0.5％～10％，所述醋酸纤维素的质量分数为5％～15％，所述添加剂的质量分数为0.01％～5％；
步骤二，将三价铁盐溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，所述三价铁盐的质量分数为0.03％～8％，静置脱泡；
步骤三，配制质量分数为4％～25％的氢氧化钠溶液，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂；
其中，所述添加剂为氧化剂或多胺基化合物。
7.根据权利要求6所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，所述添加剂为氧化剂；所述添加剂为高锰酸钾、高铁酸钾或芬顿试剂中的一种。
8.根据权利要求6所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，所述添加剂为多胺基化合物；所述添加剂为乙二胺四乙酸或有机季铵盐中的一种。
9.根据权利要求6所述的用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将3g壳聚糖、12g醋酸纤维素及一定量的芬顿试剂溶于100mL甲酸溶液中，充分溶解得到壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液，壳聚糖质量分数为2％，醋酸纤维素的含量为8.7％，芬顿试剂质量分数为5％；
步骤二，将0.5g六水合三氯化铁溶于步骤一制得的壳聚糖/醋酸纤维素甲酸溶液中，充分搅拌使其混合均匀，六水合三氯化铁的质量分数为0.36％，静置脱泡；
步骤三，配制氢氧化钠溶液，质量分数为16％，并保持持续缓慢搅拌状态；
步骤四，将步骤二制得的溶液用注射器逐滴滴至步骤三所述的氢氧化钠溶液中，所有溶液滴完后继续搅拌24h，在碱液中固化形成颗粒，将所述颗粒用去离子水反复洗涤至洗涤液呈中性为止，将所述颗粒捞出，在60～70℃真空干燥箱中烘干，得到壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂，其直径约为2mm。
CN201710299890.4A 2017-04-28 2017-04-28 用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法 Active CN107042094B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710299890.4A CN107042094B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710299890.4A CN107042094B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107042094A CN107042094A (zh) 2017-08-15
CN107042094B true CN107042094B (zh) 2019-11-12

Family

ID=59546068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710299890.4A Active CN107042094B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107042094B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107254809B (zh) * 2017-07-31 2019-08-06 安徽佳诺威木业有限公司 一种环保耐用中密度纤维板的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103464110A (zh) * 2012-06-07 2013-12-25 太仓棨淂服装有限公司 用于印染废水脱色的复合吸附剂
CN104014321A (zh) * 2014-06-20 2014-09-03 厦门大学 壳聚糖/聚乙烯醇/四氧化三铁复合磁性颗粒及制备与应用
CN106268679A (zh) * 2016-09-22 2017-01-04 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种壳聚糖纳米纤维素基复合球状吸附材料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103464110A (zh) * 2012-06-07 2013-12-25 太仓棨淂服装有限公司 用于印染废水脱色的复合吸附剂
CN104014321A (zh) * 2014-06-20 2014-09-03 厦门大学 壳聚糖/聚乙烯醇/四氧化三铁复合磁性颗粒及制备与应用
CN106268679A (zh) * 2016-09-22 2017-01-04 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种壳聚糖纳米纤维素基复合球状吸附材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Adsorption of antimony onto iron oxyhydroxides: Adsorptionbehavior and surface structure;Xuejun Guo et al.;《Journal of Hazardous Materials》;20140516;第274卷;339-345 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107042094A (zh) 2017-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104801262B (zh) 一种磁性复合铀吸附剂的制备方法及其应用
Yuan et al. Charge balanced anti-adhesive polyacrylamidoxime hydrogel membrane for enhancing uranium extraction from seawater
CN101733074B (zh) 膜式生物吸附介质的制备方法
CN102258980B (zh) 硫化改性磁性壳聚糖的制备及其处理重金属废水的方法
CN105983391B (zh) 含有机硫吸附基团的磁性固体有机硫吸附剂颗粒材料及其制备方法
CN108456530B (zh) 一种磁性羧基化空心微球土壤修复剂、其制备方法及应用
CN102029144A (zh) 一种吸附废水中重金属离子和染料的吸附剂及其制备方法
CN103861866A (zh) 一种改性纳米碳对城市生活堆肥重金属的固定富集方法
CN107999033A (zh) 一种吸附砷的聚多巴胺/氨基化碳纳米管/海藻酸钠微球
CN109894095B (zh) 一种含铁锰氧化物的海藻酸钠-壳聚糖复合凝胶微球吸附除砷材料及其制备方法
CN106824112A (zh) 一种2‑巯基嘧啶改性磁性棉秆皮吸附剂的制备
CN103623782A (zh) 复合磁性吸附材料的制备和去除废水中重金属离子的方法
CN110743503B (zh) Pcn金属有机骨架与氧化石墨烯复合吸附材料及制备方法
US11638910B1 (en) Lanthanum-iron-loaded carbon nanotube film for environmental restoration, preparation and application thereof
CN109928510B (zh) 一种基于zvi还原耦合微生物的施氏矿物制备方法
CN109529772A (zh) 磷吸附剂及其制备方法和应用
CN101698711A (zh) 卤水中贵金属提取用壳聚糖树脂的制备方法
CN107126940A (zh) 海藻酸盐复合凝胶的制备方法及其对水中重金属离子处理的应用
CN106904705A (zh) 一种高效可循环的酸性含As(V)废水处理方法
CN109097591A (zh) 海藻酸钙固定化微生物吸附剂及其制备方法和在回收铂族金属二次资源中的应用
CN104971688B (zh) 一种纳米磁性颗粒吸附剂的制备方法
CN107051394B (zh) 一种杯芳烃修饰的磁性纳米吸附剂制备及其吸附低浓度铀的方法
CN107042094B (zh) 用于除锑的壳聚糖/醋酸纤维素/铁复合吸附剂的制备方法
CN105617980B (zh) 一种生物表面活性剂改性磁性膨润土的方法及其应用
CN113289502B (zh) 淀粉样蛋白纤维氧化铁复合膜的制备方法以及市政污水处理厂的尾水中磷酸盐的去除方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant