CN107321393A - 一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料及其制备方法，它涉及高分子基环境修复材料及其应用领域，该它的制备工艺流程为：第一步：环氧氯丙烷交联淀粉的制备；第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备。弱酸性离子交换树脂基体为合成高分子聚合物，不易降解。该淀粉基重金属离子交换材料具有原料来源广泛、价格低廉、可生物降解和再生、对环境不会造成二次污染等特点，对重金属离子有较好的吸附性，还可以循环利用，可用于处理重金属污染严重的工业废水。可以替代弱酸性离子交换树脂。

Description

一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料
技术领域
本发明涉及的领域为工业用废水处理技术，具体为一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料。
背景技术
随着现代社会的日益发展，世界各国的工业领域飞速发展的同时环境污染问题也愈发的严重，例如重金属污染。重金属离子通过土壤、水、空气，尤其是食物链，对人类的身心健康产生了严重危害。因此，人们对重金属离子污染备受关注，并且正在探索各种有效的的治理途径。常见的治理方法包括化学沉淀法、离子交换法、反渗透法、膜过滤法和吸附法，其中吸附法由于成本低、效果好、可操作性强而被广泛应用。
在我国，用于吸附污水中的重金属离子的吸附剂主要包括无机吸附材料和有机吸附材料等。无机吸附材料包括活性炭、氧化物、黏土和沸石等。Xiaoqin Liu等研究了由花生壳磷酸活化制备的活性炭(PAC)对水溶液中Pb2+的吸附，还探讨了硝酸氧化处理吸附剂对吸附Pb2+的影响。研究发现PAC对Pb2+的吸附是商用粒状活性炭的10.3倍。用20％硝酸氧化过的活性炭吸附Pb2+的能力更强，可达35.5mg/g(参见Xu Tao，Liu Xiaoqin.Peanut ShellActivated Carbon：characterization，surface modification and adsorption of Pb2+from aqueous solution.Chinese Journal of Chemical Engineering，2008，16(3)：401-406)。Mabel Vaca Mier等用天然斜发沸石吸附Pb2+、Ca2+等重金属离子，结果表明，在酸性PH范围内沸石对金属离子有很好的吸附作用，在碱性范围内正好相反(参见Mabel VacaMier，et al.Heavy metal removal with Mexican clinoptilolite：multi-componentionic exchange.Water Research，2001，35：373-378)。
有机吸附材料包括合成吸附剂和天然吸附剂。合成吸附剂主要是离子交换树脂，1945年美国人迪阿莱里坞发表了聚苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂及聚丙烯酸型弱酸性阳离子交换树脂的制备方法。后来聚苯乙烯阴离子交换树脂、氧化还原树脂和螯合型树脂等也相继出现，在应用技术及范围上也日益扩大。离子交换树脂的单元结构由三部分组成：不溶性三维空间网状骨架、链接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。离子交换树脂包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂可交换阳离子，因此用于吸附重金属离子。弱酸性阳离子树脂的基体是聚苯乙烯或者聚丙烯酸，功能基是羧基。由于聚苯乙烯是合成高分子，不易降解，因此选用天然高分子替代合成高分子作为吸附材料的基体。天然高分子主要有淀粉、壳聚糖和纤维素。壳聚糖价格昂贵，成本较高，纤维素不易成型，淀粉价格低廉，来源广泛。因此淀粉基吸附材料越来越受重视。近年来对淀粉进行改性作为吸附剂的研究逐渐增多。主要利用天然淀粉分子链上的可反应基团，通过引入功能基羧基来合成高分子吸附剂。基于此用淀粉基吸附材料替代弱酸性离子交换树脂。
淀粉基的吸附剂包括两性淀粉吸附剂、阴离子淀粉吸附剂、阳离子淀粉吸附剂、非离子型淀粉吸附剂和接枝淀粉吸附剂。刑国秀采用环氧氯丙烷作为交联剂对淀粉进行交联，再采用微波干法制备了交联淀粉丁二酸酯。用该变性淀粉吸附Pb2+，结果表明对Pb2+的吸附速度很快，20min既可以达到平衡，吸附量随着吸附剂取代度的增大而提高(参见刑国秀.淀粉二元酸单酯类衍生物的合成与应用研究.博士论文，大连理工大学，中国大连，2007)。Khalil制备出丙烯酸接枝淀粉，发现它对二价金属离子有很好的吸附效果，吸附量随着羧基的增加而增大(参见Khalil M I.Preparation of anionic starch containingcarboxyl groups and its ultilization as chelating agent.Starch，2001，53： 35-41)。
发明内容
本发明的目的是提供一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料及其制备方法。该淀粉基重金属离子交换材料具有原料来源广泛、价格低廉、可生物降解和再生、对环境不会造成二次污染等特点，对重金属离子有较好的吸附性，可用于处理重金属污染严重的工业废水。
本发明提供一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料，其特征在于：
第一步环氧氯丙烷交联淀粉的原料质量组成份数为：玉米淀粉100份；NaCl 8.2份；NaOH 2份；环氧氯丙烷2.3份。
第二步淀粉基重金属离子交换材料的原料质量组成份数为：交联淀粉100份；乙醇溶液231.4份；NaOH 19.8份～29.6份；氯乙酸35份～46.7份。
作为上述制备技术方案的优选，本发明的新型淀粉基重金属离子交换材料由下列组分组成质量百分比：第二步淀粉基重金属离子交换材料的原料质量组成份数为：交联淀粉100份；乙醇溶液231.4份；NaOH 29.6份；氯乙酸35份。
本发明同时设计了淀粉基重金属离子交换材料的制备方法(简称制备方法)，该制备方法采用本发明所述淀粉基重金属离子交换材料的原料质量份数组成和以下工艺步骤：
第一步：环氧氯丙烷交联淀粉的制备：于250mL三口烧瓶中加入所述份数的玉米淀粉，再加入碱性NaCl溶液(碱性NaCl溶液是由50mL水溶解规定份数的NaOH和2.5gNaCl配制而成)，在恒温水浴锅中加热搅拌，温度范围为48～52℃。将规定份数的环氧氯丙烷于碱性溶液中后将其缓慢滴入淀粉乳中，反应5h左右。反应完毕后， 用盐酸溶液调PH＝6.5～7，用蒸馏水洗涤数次，抽滤，置于干燥箱中烘干至恒重，制得交联淀粉。
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将规定份数交联淀粉分散于乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，将NaOH水溶液缓慢加入其中，丝化1h左右。丝化结束后，加入含所述份数的氯乙酸的乙醇溶液，反应1～6h。反应结束后用盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
与现有技术相比，本发明的创新点如下：
1.目前工业废水处理中使用的弱酸性离子交换树脂由于基体为聚苯乙烯或聚丙烯酸等合成高分子聚合物，故此类树脂存在不易降解的问题，如处理不当会对环境造成二次污染。由于淀粉价格低廉，来源广泛，且属于天然高分子，可生物降解，因此本发明采用淀粉替代合成高分子作为吸附材料的基体合成淀粉基重金属离子交换材料。经过实验证实淀粉基重金属离子交换材料的吸附性高于现有的苯乙烯系弱酸性离子交换树脂。可用于替代弱酸性离子交换树脂，用于重金属离子废水的处理。为未来大规模取代合成高分子基树脂提供了可能，这是本发明的第一个创新点。
2.羧酸型阴离子淀粉用于重金属离子废水处理，之前虽有报道，但此类淀粉基树脂的再生性能，尚无人研究，国内外均未见报道。而本发明的淀粉基树脂能否再生及循环利用，直接决定了其在金属离子废水处理中的应用性能，也是其是否替代合成高分子系吸附树脂的重要指标。本发明对弱酸性淀粉树脂进行了再生实验，结果证实，对吸附后材料进行脱附，再进行吸附仍有良好的吸附效果。本发明还给出了弱酸型淀粉吸附树脂材料的再生方法，此方法操作简答，且效果明显，重现性强，经三次再生后，对重金属离子的去除效果仍保持的60％以上，这为淀粉基吸附材料实现全面替代合成高分子系离子交换 树脂提供了重要的理论和技术支撑，这是本发明的第二个创新点。
附图说明
图1为原淀粉、交联淀粉和本发明淀粉基重金属离子交换材料一种实施例的扫描电镜图像，其中，
图1(a)为原淀粉的颗粒放大2000倍后的SEM图像；
图1(b)为交联淀粉的颗粒放大2000倍后的SEM图像；
图1(c)、(d)为本发明淀粉基重金属离子交换材料的颗粒放大2000倍后的SEM图像；
图2为原淀粉、交联淀粉和本发明淀粉基重金属离子交换材料一种实施例的红外光谱对比图；其中，曲线a为原淀粉红外谱图；曲线b为本发明淀粉基重金属离子交换材料红外谱图；曲线c为交联淀粉红外谱图。
具体实施方式：
下面结合实例及附图来进一步叙述本发明。
本发明提供一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料，其特征在于：
第一步环氧氯丙烷交联淀粉的原料质量组成份数为：玉米淀粉100份；NaCl 8.2份；NaOH 2份；环氧氯丙烷2.3份。
第二步淀粉基重金属离子交换材料的原料质量组成份数为：交联淀粉100份；乙醇溶液231.4份；NaOH 19.8份～29.6份；氯乙酸35份～46.7份。
本发明淀粉基重金属离子交换材料的结构表征及理化性质分析如下：
图1是淀粉颗粒扫描电镜图，玉米原淀粉的形状多成圆形和多边形，表面光滑，颗粒规整，玉米淀粉尺寸小。交联淀粉颗粒与原淀粉相比变化不大，颗粒体积稍有增大。而从图中可以很明显看出淀粉基重金属离子交换材料表面有许多细小的孔洞，凹痕，结构外观不清晰， 颗粒之间相互交联。这是由于反应进行的过程中氢氧化钠和氯乙酸对其表面进行了破坏，以及交联反应进行中随着羧基的引入，使得淀粉的膨胀力增大，淀粉颗粒由内部向外部膨胀，淀粉颗粒体积增大表面形成了凹痕。这也是淀粉基重金属离子交换材料具有吸附重金属离子的关键之一。
图2是玉米淀粉、交联淀粉和淀粉基重金属离子交换材料的红外光谱图。玉米淀粉在3600～3100cm-1处强而宽的峰属于O-H伸缩振动和羟基氢键缔合后的特征吸收峰，而交联淀粉与淀粉基重金属离子交换材料在该波长处吸收峰明显变窄变弱，且随着改性程度的加深，峰形越弱。表明羟基由于发生羧甲基醚化、交联化反应而被封闭，氢键断裂，晶区结构破坏。玉米淀粉在1658cm-1附近出现了O-H面内弯曲振动峰，在1118cm-1处出现了C-O键的伸缩振动峰，以上特征峰都体现玉米淀粉的多糖特征。淀粉基重金属离子交换材料与原淀粉相比在1658cm-1处特征峰强度增加。这是由于C＝O的伸缩振动峰与O-H面内弯曲振动峰重合。说明了淀粉基重金属离子交换材料在玉米淀粉的基础上引入了大量羧基。因为羧基属于阴离子基团，因此淀粉基重金属离子交换材料可以与阳离子金属离子结合，从而达到吸附重金属离子的目的。
本发明同时设计了淀粉基重金属离子交换材料的制备方法(简称制备方法)，该制备方法采用本发明所述淀粉基重金属离子交换材料的原料质量份数组成和以下工艺步骤：
第一步：环氧氯丙烷交联淀粉的制备：于250mL三口烧瓶中加入所述份数的玉米淀粉，再加入碱性NaCl溶液(碱性NaCl溶液是由50mL水溶解规定份数的NaOH和2.5gNaCl配制而成)，在恒温水浴锅中加热搅拌，温度范围为48～52℃。将规定份数的环氧氯丙烷于碱性溶液中后将其缓慢滴入淀粉乳中，反应5h左右。反应完毕后， 用盐酸溶液调PH＝6.5～7，用蒸馏水洗涤数次，抽滤，置于干燥箱中烘干至恒重，制得交联淀粉。
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将规定份数交联淀粉分散于乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，将NaOH水溶液缓慢加入其中，丝化1h左右。丝化结束后，加入含所述份数的氯乙酸的乙醇溶液，反应1～6h。反应结束后用盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
本发明新型淀粉基重金属离子交换材料的实验仪器设备包括：DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器，鼓风电热干燥箱，FA2004N电子分析天平，D-8401WZ型多功能电动搅拌器，SHA-C型水浴振荡器，TG16G型离心机。本发明制备方法所用的仪器设备为常规仪器设备，成本低，操作方便，技术成熟，适用于工业化推广应用。
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅是为了进一步详细说明本发明，不限制本发明的权利要求。
实施例1
第一步：环氧氯丙烷交联淀粉的制备：将75g玉米淀粉溶解在122.5mL的碱性NaCl溶液中(碱性NaCl溶液是由50mL水溶解1.5g的NaOH和2.5gNaCl配制而成)，然后加到250mL三口烧瓶中，在50℃的恒温水浴锅中加热搅拌。溶解1.5mL环氧氯丙烷于37.5mL NaCl碱性溶液中，用恒压滴液漏斗在3～5min内滴入淀粉乳中，保持搅拌5h。反应完毕后，用盐酸溶液调PH＝6.5，用蒸馏水洗涤数次，抽滤，置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，制得交联淀粉。
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将15g交联淀粉分散于35mL乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，以9mL蒸馏水配置4.44g NaOH水溶液，以恒压滴液漏斗2～3min内滴加完毕，在35℃下丝化1h。丝化结束后，加入含氯乙酸5.25g的乙醇溶液9mL，温度升 至60℃反应3h。反应结束后以盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
本实施例经计算的取代度列于表1。
实施例2
第一步同实施例1；
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将15g交联淀粉分散于35mL乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，以9mL蒸馏水配置2.96NaOH水溶液，以恒压滴液漏斗2～3min内滴加完毕，在35℃下丝化1h。丝化结束后，加入含氯乙酸6.99g的乙醇溶液9mL，温度升至50℃反应3h。反应结束后以盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
本实施例经计算的取代度列于表1。
实施例3
第一步同实施例1；
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将15g交联淀粉分散于35mL乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，以9mL蒸馏水配置3.70g NaOH水溶液，以恒压滴液漏斗2～3min内滴加完毕，在35℃下丝化1h。丝化结束后，加入含氯乙酸6.99g的乙醇溶液9mL，温度升至50℃反应3h。反应结束后以盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
本实施例经计算的取代度列于表1。
实施例4
第一步同实施例1；
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将15g交联淀粉分散于35mL乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，以9mL蒸馏水配置4.44g NaOH水溶液，以恒压滴液漏斗2～3min内滴加完毕，在35℃下丝化1h。丝化结束后，加入含氯乙酸6.99g的乙醇溶液9mL，温度升至50℃反应3h。反应结束后以盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
本实施例经计算的取代度列于表1。
实施例5
第一步同实施例1；
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将15g交联淀粉分散于35mL乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，以9mL蒸馏水配置4.44g NaOH水溶液，以恒压滴液漏斗2～3min内滴加完毕，在35℃下丝化1h。丝化结束后，加入含氯乙酸5.25g的乙醇溶液9mL，温度升至50℃反应3h。反应结束后以盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
本实施例经计算的取代度列于表1。
实施例6
第一步同实施例1；
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将15g交联淀粉分散于35mL乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，以9mL蒸馏水配置4.44g NaOH水溶液，以恒压滴液漏斗2～3min内滴加完毕，在35℃下丝化1h。丝化结束后，加入含氯乙酸5.25g的乙醇溶液9mL，温度升至55℃反应3h。反应结束后以盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
本实施例经计算的取代度列于表1。
表1 实施例1～6的参数及取代度比较
实施例7
分别配制5mmol/L的CuSO4、ZnCl2和Co(NO3)2溶液并对三种溶液进行标定。取50mL所配制的CuSO4、ZnCl2和Co(NO3)2溶液加入具塞锥形瓶中，然后分别加入0.3000g的淀粉基重金属离子交换材料(DS＝0.56)，放置于恒温水浴振荡器中25℃下进行振荡，1h后取出。用专用滤纸抽滤，保留滤液，然后再对滤液进行标定，计算其浓度，然后根据公式计算出淀粉基重金属离子交换材料对三种重金属离子的吸附量和去除率。
本实施例经计算淀粉基重金属离子交换材料对三种重金属离子的吸附量和去除率列于表2和表3。
对比例1
取0.3000g沸石分别加入50ml实施例7中的ZnCl2、Co(NO3)2、CuSO4溶液中，放置于恒温水浴振荡器中25℃下进行振荡，1h后取 出。余同实施例7。
本对比例经计算沸石对三种重金属离子的吸附量和去除率列于表2。
对比例2
取0.3000g硅藻土分别加入50ml实施例7中的ZnCl2、Co(NO3)2、CuSO4溶液中，放置于水浴振荡器中25℃下进行振荡，1h后取出。余同实施7。
本对比例经计算硅藻土对三种重金属离子的吸附量和去除率列于表2。
表2 实施例7、对比例1、对比例2吸附性能参数比较
实施例8
将实施例7吸附后的淀粉基重金属离子交换材料放入锥形瓶中，向其中加入100mL15％的NaCl溶液，放入水浴振荡器中震荡1h后将其烘干。然后取0.3000g处理后的淀粉基重金属离子交换材料分别加入50ml实施例7中的ZnCl2、Co(NO3)2、CuSO4溶液中，放置于恒温水浴振荡器中25℃下进行振荡，1h后取出。余同实施例7。本实施例经计算淀粉基重金属离子交换材料对三种重金属离子的吸附量和去除率列于表3。
实施例9
将实施例8吸附后的淀粉基重金属离子交换材料放入锥形瓶中，向其中加入100mL15％的NaCl溶液，放入水浴振荡器中震荡1h后将其烘干。然后取0.3000g处理后的淀粉基重金属离子交换材料分别加入50ml实施例7中的ZnCl2、Co(NO3)2、CuSO4溶液中，放置于恒温水浴振荡器中25℃下进行振荡，1h后取出。余同实施例7。本实施例经计算淀粉基重金属离子交换材料对三种重金属离子的吸附量和去除率列于表3。
表3 实施例7、实施例8、实施例9吸附性能参数比较
对比例10
取0.3000g弱酸性离子交换树脂分别加入50ml实施例7中的ZnCl2、Co(NO3)2、CuSO4溶液中，放置于水浴振荡器中25℃下进行振荡，1h后取出。余同实施7。本对比例经计算弱酸性离子交换树脂对三种重金属离子的吸附量和去除率列于表4。
对比例11
将对比例10吸附后的弱酸性离子交换树脂放入锥形瓶中，向其中加入100mL 15％的NaCl溶液，放入水浴振荡器中震荡1h后将其烘干。然后取0.3000g处理后的弱酸性离子交换树脂分别加入50ml实施例7中的ZnCl2、Co(NO3)2、CuSO4溶液中，放置于恒温水浴振荡器中25℃下进行振荡，1h后取出。余同实施例7。本实施例经计算淀粉基重金属离子交换材料对三种重金属离子的吸附量和去除率列于表4。
对比例12
将对比例11吸附后的弱酸性离子交换树脂放入锥形瓶中，向其中加入100mL 15％的NaCl溶液，放入水浴振荡器中震荡1h后将其烘干。然后取0.3000g处理后的弱酸性离子交换树脂分别加入50ml实施例7中的ZnCl2、Co(NO3)2、CuSO4溶液中，放置于恒温水浴振荡器中25℃下进行振荡，1h后取出。余同实施例7。本实施例经计算淀粉基重金属离子交换材料对三种重金属离子的吸附量和去除率列于表4。
表4 对比例10、对比例11、对比例12吸附性能参数比较

Claims (1)

1.本发明的目的是提供一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料及其制备方法。该淀粉基重金属离子交换材料具有原料来源广泛、价格低廉、可生物降解和再生、对环境不会造成二次污染等特点，对重金属离子有较好的吸附性，可用于处理重金属污染严重的工业废水。
1、本发明提供一种替代弱酸性离子交换树脂的淀粉基重金属离子交换材料，其特征在于：
第一步环氧氯丙烷交联淀粉的原料质量组成份数为：玉米淀粉100份；NaCl 8.2份；NaOH 2份；环氧氯丙烷2.3份。
第二步淀粉基重金属离子交换材料的原料质量组成份数为；交联淀粉100份；乙醇溶液231.4份；NaOH 19.8份～29.6份；氯乙酸35份～46.7份。
作为上述制备技术方案的优选，本发明的新型淀粉基重金属离子交换材料由下列组分组成质量百分比：第二步淀粉基重金属离子交换材料的原料质量组成份数为：交联淀粉100份；乙醇溶液231.4份；NaOH 29.6份；氯乙酸35份。
2、本发明同时设计了淀粉基重金属离子交换材料的制备方法(简称制备方法)，该制备方法采用本发明所述淀粉基重金属离子交换材料的原料质量份数组成和以下工艺步骤：
第一步：环氧氯丙烷交联淀粉的制备：于250mL三口烧瓶中加入所述份数的玉米淀粉，再加入碱性NaCl溶液(碱性NaCl溶液是由50mL水溶解规定份数的NaOH和2.5gNaCl配制而成)，在恒温水浴锅中加热搅拌，温度范围为48～52℃。将规定份数的环氧氯丙烷于碱性溶液中后将其缓慢滴入淀粉乳中，反应5h左右。反应完毕后，用盐酸溶液调PH＝6.5～7，用蒸馏水洗涤数次，抽滤，置于干燥箱中烘干至恒重，制得交联淀粉。
第二步：淀粉基重金属离子交换材料的制备：将规定份数交联淀粉分散于乙醇溶液中，移入100mL两口瓶中，将NaOH水溶液缓慢加入其中，丝化1h左右。丝化结束后，加入含所述份数的氯乙酸的乙醇溶液，反应1～6h。反应结束后用盐酸调节pH＝6.5～7，用85％的乙醇洗涤至无氯离子(以硝酸银溶液测定)。置于干燥箱中在50℃下烘干至恒重，即得到淀粉基重金属离子交换材料。
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