CN108854979A - 一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用 - Google Patents
一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108854979A CN108854979A CN201810485896.5A CN201810485896A CN108854979A CN 108854979 A CN108854979 A CN 108854979A CN 201810485896 A CN201810485896 A CN 201810485896A CN 108854979 A CN108854979 A CN 108854979A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ccb
- product
- solid
- hypophosphorous acid
- sorbent material
- 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
Links
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 title claims abstract description 31
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 title claims abstract description 31
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 title claims description 29
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 48
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 27
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 21
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- VGCXGMAHQTYDJK-UHFFFAOYSA-N Chloroacetyl chloride Chemical compound ClCC(Cl)=O VGCXGMAHQTYDJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims abstract description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 22
- BQPIGGFYSBELGY-UHFFFAOYSA-N mercury(2+) Chemical compound [Hg+2] BQPIGGFYSBELGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 241000209149 Zea Species 0.000 abstract 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000009514 concussion Effects 0.000 description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 6
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 alkene imines Chemical class 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 231100000704 bioconcentration Toxicity 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
-
- 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
-
- 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
- C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
- B01D2257/602—Mercury or mercury compounds
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用，属于吸附剂制备技术领域。将玉米壳烘干破碎，然后加入到浓硫酸中碳化10~24h，将反应产物用水洗涤至中性，烘干磨粉得到产物CCB；将产物CCB、氯乙酰氯加入到N,N‑二甲基甲酰胺中，在温度为90~110℃、搅拌条件下反应10~24h，然后洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物CC‑CCB；将产物CC‑CCB、碳酸钾、聚乙烯亚胺加入到四氢呋喃中，在温度为80~100℃、搅拌条件下反应10~24h，然后洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物PEI‑CCB；将得到的产物PEI‑CCB、次磷酸溶液加入到甲醛中，在温度为75~95℃、搅拌条件下反应10~24h，然后用蒸馏水洗涤至中性，固液分离、真空干燥固体得到用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料。本发明方法的原材料廉价、易于合成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用，属于吸附剂制备技术领域。
背景技术
玉米壳是一种农林废弃物，在丰收季节，通常采用焚烧的方法将其销毁，造成资源的严重浪费，同时给环境带来极大的污染。汞是毒性最强的元素之一，但由于汞特殊的物理化学性质使其在化学工业、电器工业、冶金企业及医疗行业都具有不可替代的用途。汞广泛分布于大气、水、土壤和生物等环境介质中，几乎所有的矿石中都含有汞，火山活动、地壳运动等使汞进入大气造成污染；火力发电、垃圾焚烧以及化石燃料为动力的冶金、水泥行业等人为原因造成的汞排放才是汞污染的重要来源。水中的汞可通过气化作用及二甲基化作用迁移进入大气，大气中气态和颗粒态的汞随风飘散，可通过沉降作用可降落到水体中，土壤中的汞也会被降水冲洗进入地面水和地下水中，严重威胁人类生存和生活。正因为汞具有持续性、易迁移性，生物富集性和生物毒性等特性，因此成为重要的环境有毒有害物质，对人体健康和生态环境造成巨大的威胁。因此，如何有效地处理重金属汞的污染，是环境、材料等工程领域研究的重要课题。吸附分离富集法由于操作简单、选择性好等特点而逐渐受到重视。目前应用较广泛的吸附剂有改性纳米二氧化硅、活性炭、螯合树脂等。
目前，尚未有采用玉米壳作为汞离子的吸附剂。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用。本发明通过以下技术方案实现。
一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料，化学结构式为：
，其中B为；
R为。
一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1、将玉米壳烘干破碎，然后加入到浓硫酸中，在温度为80~100℃、搅拌条件下反应碳化10~24h，将反应产物用水洗涤至中性，烘干磨粉得到产物CCB；
步骤2、将步骤1得到的产物CCB、氯乙酰氯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在温度为90~110℃、搅拌条件下反应10~24h，然后依次采用N,N-二甲基甲酰胺、蒸馏水洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物CC-CCB；具体合成路线为：
；A为；
步骤3、将步骤2得到的产物CC-CCB、碳酸钾、聚乙烯亚胺加入到四氢呋喃中，在温度为80~100℃、搅拌条件下反应10~24h，然后依次采用四氢呋喃、蒸馏水洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物PEI-CCB；具体合成路线为：
；
步骤4、将步骤3得到的产物PEI-CCB、次磷酸溶液加入到甲醛中，在温度为75~95℃、搅拌条件下反应10~24h，然后用蒸馏水洗涤至中性，固液分离、真空干燥固体得到用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料，具体合成路线为：
。
所述步骤1中浓硫酸与玉米壳液固比为5~10:1mL/g，浓硫酸浓度为98wt%。
所述步骤2中N,N-二甲基甲酰胺与产物CCB的液固比8~15:1mL/g，N,N-二甲基甲酰胺与氯乙酰氯体积比为8~15:1。
所述步骤3中聚乙烯亚胺与碳酸钾的质量比为0.5~1.5:1，四氢呋喃与聚乙烯亚胺的液固比为15~25:1mL/g，四氢呋喃与产物CC-CCB的液固比为15~25:1mL/g。
所述步骤4中次磷酸溶液与产物PEI-CCB的液固比为6~8:1mL/g，甲醛与产物PEI-CCB的液固比为9~11：1mL/g。
上述用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料能应用在汞离子吸附过程作为汞离子吸附剂。
上述试剂均为市购的分析纯试剂。上述步骤4中次磷酸溶液为浓度50wt%的次磷酸水溶液。
本发明的有益效果是：
（1）本发明所述用于吸附汞离子的改性玉米壳吸附剂对汞离子的吸附率高；
（2）本发明方法的原材料廉价、易于合成；
（3）本发明的改性玉米壳吸附剂无毒无害，性能稳定，易于分离，可重复利用，对环境不造成二次污染，同时实现了资源的综合利用；
（4）本发明的改性玉米壳吸附剂具有较好的应用与经济价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料，化学结构式为：
，其中B为；
R为。
该用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1、将玉米壳烘干破碎至尺寸为2×3cm的小颗粒，然后按照浓硫酸与玉米壳液固比为5:1mL/g加入到浓硫酸（浓硫酸浓度为98wt%）中，在温度为80℃、搅拌条件下反应碳化15h，将反应产物用水洗涤至中性，烘干磨粉得到产物CCB；
步骤2、将步骤1得到的产物CCB、氯乙酰氯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在温度为90℃、搅拌条件下反应15h，然后依次采用N,N-二甲基甲酰胺（60mL）、蒸馏水（100mL）洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物CC-CCB；其中N,N-二甲基甲酰胺与产物CCB的液固比8:1mL/g，N,N-二甲基甲酰胺与氯乙酰氯体积比为8:1，具体合成路线为：
；A为；
步骤3、将步骤2得到的产物CC-CCB、碳酸钾、聚乙烯亚胺加入到四氢呋喃中，在温度为80℃、搅拌条件下反应15h，然后依次采用四氢呋喃（60mL）、蒸馏水（100mL）洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物PEI-CCB；聚乙烯亚胺与碳酸钾的质量比为0.5:1，四氢呋喃与聚乙烯亚胺的液固比为15:1mL/g，四氢呋喃与产物CC-CCB的液固比为15:1mL/g；具体合成路线为：
；
步骤4、将步骤3得到的产物PEI-CCB、次磷酸溶液加入到甲醛中，在温度为75℃、搅拌条件下反应15h，然后用蒸馏水洗涤至中性，固液分离、真空干燥固体得到用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料（记号为HPACB），其中次磷酸溶液与产物PEI-CCB的液固比为6:1mL/g，甲醛与产物PEI-CCB的液固比为9：1mL/g，磷酸溶液为浓度50wt%的次磷酸水溶液；具体合成路线为：
。
吸附汞离子性能测定：
取10mg HPACB吸附剂投入初始浓度为400mg/L的汞离子溶液中震荡吸附7h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余汞离子浓度为17.65mg/L，吸附率为95.59%。将吸附过汞离子的吸附剂在EDTA(10wt%)中搅拌洗涤4h，然后用蒸馏水洗涤3次，最后将吸附剂在70℃下真空干燥8h。取上述吸附剂10mg投入初始浓度为400mg/L的汞离子溶液中震荡吸附7h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余汞离子浓度为19.41mg/L，吸附率为95.15%；说明本实施例的改性玉米壳吸附剂HPACB可用于吸附汞离子且可循环利用。
实施例2
该用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料，化学结构式为：
，其中B为；
R为。
该用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1、将玉米壳烘干破碎至尺寸为2×3cm的小颗粒，然后按照浓硫酸与玉米壳液固比为8:1mL/g加入到浓硫酸（浓硫酸浓度为98wt%）中，在温度为90℃、搅拌条件下反应碳化24h，将反应产物用水洗涤至中性，烘干磨粉得到产物CCB；
步骤2、将步骤1得到的产物CCB、氯乙酰氯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在温度为100℃、搅拌条件下反应24h，然后依次采用N,N-二甲基甲酰胺（60mL）、蒸馏水（100mL）洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物CC-CCB；其中N,N-二甲基甲酰胺与产物CCB的液固比11:1mL/g，N,N-二甲基甲酰胺与氯乙酰氯体积比为11:1，具体合成路线为：
；A为；
步骤3、将步骤2得到的产物CC-CCB、碳酸钾、聚乙烯亚胺加入到四氢呋喃中，在温度为90℃、搅拌条件下反应24h，然后依次采用四氢呋喃（60mL）、蒸馏水（100mL）洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物PEI-CCB；聚乙烯亚胺与碳酸钾的质量比为1.0:1，四氢呋喃与聚乙烯亚胺的液固比为20:1mL/g，四氢呋喃与产物CC-CCB的液固比为20:1mL/g；具体合成路线为：
；
步骤4、将步骤3得到的产物PEI-CCB、次磷酸溶液加入到甲醛中，在温度为85℃、搅拌条件下反应24h，然后用蒸馏水洗涤至中性，固液分离、真空干燥固体得到用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料（记号为HPACB），其中次磷酸溶液与产物PEI-CCB的液固比为7:1mL/g，甲醛与产物PEI-CCB的液固比为10：1mL/g，磷酸溶液为浓度50wt%的次磷酸水溶液；具体合成路线为：
。
吸附汞离子性能测定：
取10 mg HPACB吸附剂投入初始浓度为400 mg/L 的汞离子溶液中震荡吸附15 h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余汞离子浓度为13.25 mg/L，吸附率为96.69%；将吸附过汞离子的吸附剂在EDTA(10 wt%)中搅拌洗涤4 h，然后用蒸馏水洗涤3次，最后将吸附剂在70℃下真空干燥8 h；取上述吸附剂10 mg 投入初始浓度为400 mg/L的汞离子溶液中震荡吸附15h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余汞离子浓度为16.41mg/L，吸附率为95.9%；说明本实施例的改性玉米壳吸附剂HPACB可用于吸附汞离子且可循环利用。
实施例3
该用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料，化学结构式为：
，其中B为；
R为。
该用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1、将玉米壳烘干破碎至尺寸为2×3cm的小颗粒，然后按照浓硫酸与玉米壳液固比为10:1mL/g加入到浓硫酸（浓硫酸浓度为98wt%）中，在温度为100℃、搅拌条件下反应碳化10h，将反应产物用水洗涤至中性，烘干磨粉得到产物CCB；
步骤2、将步骤1得到的产物CCB、氯乙酰氯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在温度为110℃、搅拌条件下反应10h，然后依次采用N,N-二甲基甲酰胺（60mL）、蒸馏水（100mL）洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物CC-CCB；其中N,N-二甲基甲酰胺与产物CCB的液固比15:1mL/g，N,N-二甲基甲酰胺与氯乙酰氯体积比为15:1，具体合成路线为：
；A为；
步骤3、将步骤2得到的产物CC-CCB、碳酸钾、聚乙烯亚胺加入到四氢呋喃中，在温度为100℃、搅拌条件下反应10h，然后依次采用四氢呋喃（60mL）、蒸馏水（100mL）洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物PEI-CCB；聚乙烯亚胺与碳酸钾的质量比为1.5:1，四氢呋喃与聚乙烯亚胺的液固比为25:1mL/g，四氢呋喃与产物CC-CCB的液固比为25:1mL/g；具体合成路线为：
；
步骤4、将步骤3得到的产物PEI-CCB、次磷酸溶液加入到甲醛中，在温度为95℃、搅拌条件下反应10h，然后用蒸馏水洗涤至中性，固液分离、真空干燥固体得到用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料（记号为HPACB），其中次磷酸溶液与产物PEI-CCB的液固比为8:1mL/g，甲醛与产物PEI-CCB的液固比为11：1mL/g，磷酸溶液为浓度50wt%的次磷酸水溶液；具体合成路线为：
。
吸附汞离子性能测定：
取10mgHPACB吸附剂投入初始浓度为400mg/L的汞离子溶液中震荡吸附7h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余汞离子浓度为10.18mg/L，吸附率为97.46%。将吸附过汞离子的吸附剂在EDTA(10wt%)中搅拌洗涤4 h，然后用蒸馏水洗涤3次，最后将吸附剂在70℃下真空干燥8 h。取上述吸附剂10 mg 投入初始浓度为400 mg/L的汞离子溶液中震荡吸附7h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余汞离子浓度为12.35mg/L，吸附率为96.91%；说明本实施例的改性玉米壳吸附剂HPACB可用于吸附汞离子且可循环利用。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料，其特征在于：化学结构式为：
，其中B为；
R为。
2.一种根据权利要求1所述的用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1、将玉米壳烘干破碎，然后加入到浓硫酸中，在温度为80~100℃、搅拌条件下反应碳化10~24h，将反应产物用水洗涤至中性，烘干磨粉得到产物CCB；
步骤2、将步骤1得到的产物CCB、氯乙酰氯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在温度为90~110℃、搅拌条件下反应10~24h，然后依次采用N,N-二甲基甲酰胺、蒸馏水洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物CC-CCB；
步骤3、将步骤2得到的产物CC-CCB、碳酸钾、聚乙烯亚胺加入到四氢呋喃中，在温度为80~100℃、搅拌条件下反应10~24h，然后依次采用四氢呋喃、蒸馏水洗涤，固液分离、真空干燥固体得到产物PEI-CCB；
步骤4、将步骤3得到的产物PEI-CCB、次磷酸溶液加入到甲醛中，在温度为75~95℃、搅拌条件下反应10~24h，然后用蒸馏水洗涤至中性，固液分离、真空干燥固体得到用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料。
3.根据权利要求2所述的用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中浓硫酸与玉米壳液固比为5~10:1mL/g，浓硫酸浓度为98 wt%。
4.根据权利要求2所述的用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中N,N-二甲基甲酰胺与产物CCB的液固比8~15:1mL/g，N,N-二甲基甲酰胺与氯乙酰氯体积比为8~15:1。
5.根据权利要求2所述的用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中聚乙烯亚胺与碳酸钾的质量比为0.5~1.5:1，四氢呋喃与聚乙烯亚胺的液固比为15~25:1mL/g，四氢呋喃与产物CC-CCB的液固比为15~25:1mL/g。
6.根据权利要求2所述的用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中次磷酸溶液与产物PEI-CCB的液固比为6~8:1mL/g，甲醛与产物PEI-CCB的液固比为9~11：1mL/g。
7.根据权利要求2至6任意一项所述的用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料能应用在汞离子吸附过程作为汞离子吸附剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810485896.5A CN108854979A (zh) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | 一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810485896.5A CN108854979A (zh) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | 一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108854979A true CN108854979A (zh) | 2018-11-23 |
Family
ID=64333180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810485896.5A Pending CN108854979A (zh) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | 一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108854979A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115073801A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-09-20 | 中核四0四有限公司 | 一种吸附硝酸体系放射性废水中锆的特种树脂及合成方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011235222A (ja) * | 2010-05-08 | 2011-11-24 | Takahashi Kinzoku Kk | 次亜リン酸系イオン吸着材、次亜リン酸系イオン処理方法および次亜リン酸系イオン処理装置 |
| CN106111065A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-16 | 昆明理工大学 | 一种改性活性炭吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN107497407A (zh) * | 2017-10-16 | 2017-12-22 | 云南圣清环保科技有限公司 | 一种针对含汞废水处理的生物质新材料靶向吸附剂的制备方法与应用 |
-
2018
- 2018-05-21 CN CN201810485896.5A patent/CN108854979A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011235222A (ja) * | 2010-05-08 | 2011-11-24 | Takahashi Kinzoku Kk | 次亜リン酸系イオン吸着材、次亜リン酸系イオン処理方法および次亜リン酸系イオン処理装置 |
| CN106111065A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-16 | 昆明理工大学 | 一种改性活性炭吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN107497407A (zh) * | 2017-10-16 | 2017-12-22 | 云南圣清环保科技有限公司 | 一种针对含汞废水处理的生物质新材料靶向吸附剂的制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GUO LIN ET AL.: "Selective and high efficient removal of Hg2+ onto the functionalized corn bract by hypophosphorous acid", 《JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115073801A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-09-20 | 中核四0四有限公司 | 一种吸附硝酸体系放射性废水中锆的特种树脂及合成方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yin et al. | Sulfur-functional group tunning on biochar through sodium thiosulfate modified molten salt process for efficient heavy metal adsorption | |
| Ariffin et al. | Review on adsorption of heavy metal in wastewater by using geopolymer | |
| CN110813244B (zh) | 一种吸附铅离子的改性锆基有机金属框架吸附剂及其制备方法与应用 | |
| CN109569520B (zh) | 一种改性金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN86102341A (zh) | 各种橡胶聚合酶和它们的生产方法及用途 | |
| CN106904705B (zh) | 一种高效可循环的酸性含As(V)废水处理方法 | |
| CN103523769A (zh) | 一种复合生物炭及其制备方法与应用 | |
| CN104923163A (zh) | 一种吸附重金属离子的硅胶吸附剂及其制备方法 | |
| CN109603752A (zh) | 利用油页岩半焦制备土壤重金属固化材料的方法 | |
| Stirk et al. | Removal of heavy metals from solution using dried brown seaweed material | |
| CN106362697A (zh) | 一种氨基化氧化石墨烯改性的重金属离子吸附材料 | |
| CN106824096A (zh) | 一步水热法制备胺基功能化炭材料吸附剂 | |
| CN108160049A (zh) | 一种用于吸附金离子的改性玉米壳吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN106964320A (zh) | 一种含汞废水的高效处理方法 | |
| CN106861642A (zh) | 一种具有高吸附能力的生物质基水凝胶的制备与应用 | |
| Liu et al. | Stabilization of Cd and Pb in the contaminated soils by applying modified fly ash | |
| CN110732311A (zh) | 一种交联壳聚糖包覆MoS2吸附剂、制备方法及其应用 | |
| CN108854979A (zh) | 一种用次磷酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用 | |
| CN105749872B (zh) | 一种固定化丝胶蛋白凝胶颗粒吸附材料在处理含镉重金属废水中的应用 | |
| CN112973618B (zh) | 一种层状金属硫化物吸附剂及其制备方法和从重金属废水中选择性富集铅离子的方法 | |
| CN113398890A (zh) | 一种煤基腐植酸钠/沸石制备重金属复合吸附剂的方法 | |
| Ngouateu et al. | Kinetics and equilibrium studies of the adsorption of phenol and methylene blue onto cola nut shell based activated carbon | |
| CN107469797A (zh) | 一种二巯基丁二酸改性多孔磁性复合微球的制备方法 | |
| CN109012604A (zh) | 一种用三聚硫氰酸改性玉米壳吸附剂材料、制备方法及其应用 | |
| CN111001392A (zh) | 一种用于金离子吸附的改性锆基金属有机框架吸附剂的制备方法与应用 |
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 |
Application publication date: 20181123 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |