CN109939655A - 一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法 - Google Patents
一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109939655A CN109939655A CN201910281015.2A CN201910281015A CN109939655A CN 109939655 A CN109939655 A CN 109939655A CN 201910281015 A CN201910281015 A CN 201910281015A CN 109939655 A CN109939655 A CN 109939655A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal ion
- pregnant solution
- mixed liquor
- konjaku
- ion pregnant
- 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
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，该方法包括：一、配制魔芋精粉溶液；二、向魔芋精粉溶液中依次加入混合油相及司班80得第一混合液；三、第一混合液进行第一次接枝聚合反应得金属离子富集剂中间产物粉末；四、将金属离子富集剂中间产物粉末分散于水后依次加入混合油相及司班80得第二混合液；五、第二混合液进行第二次接枝聚合反应得金属离子富集剂。本发明采用二次反相悬浮法，使魔芋葡甘聚糖与丙烯酸钠分两次进行接枝聚合反应，提高了接枝聚合反应的进行程度和均匀程度，从而增加了金属离子富集剂中的吸附孔洞和吸附位点，增强了金属离子富集剂的吸附富集作用。
Description
技术领域
本发明属于金属离子富集剂技术领域，具体涉及一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法。
背景技术
魔芋葡甘露聚糖(Konjac Glucomannan，KGM)是继淀粉、纤维素后又一种天然可再生的高分子多糖。天然高分子多糖具有可再生、可降解和可通过物理和化学作用与金属离子结合的特点，国内外很多学者将天然多糖作为吸附剂。KGM分子含有大量羟基和羧基以及微量的乙酰基，-COOH、-OH、-SO3H及-CONH2等功能基团中的一种或几种，其不仅具有力学强度高、化学惰性、理化性质稳定等基本属性，还对过渡金属具有良好的吸附性能。以魔芋葡甘露聚糖为原料，制备金属离子富集剂有广阔的前景。
专利CN201711128652.3中公开了一种生物质螯合改性重金属复合型捕捉剂的制备方法，该方法通过魔芋分子骨架接枝的新型螯合官能团VACDTANa与二正丁基二硫代氨基甲酸钠共同作用吸附络合型重金属离子，该生物质螯合改性重金属复合型捕捉剂能够有效地吸附多数重金属，但是吸附产物为絮状沉淀，不易进行回收，且其制备过程繁琐、原料成本和制备成本均较高。
专利CN201610295056.3公开了一种用于富集污水重金属离子的石墨烯微片及其制备方法，该方法将改性后的魔芋葡甘露聚糖与石墨烯微片结合，极大地增大了其吸附的表面积和吸附能力，但是其本身不能够循环利用，虽为环境友好型材料所制备，但是单次吸附能力有限，不利于推广使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法。该方法使魔芋葡甘聚糖与丙烯酸钠分两次进行反相悬浮法的接枝聚合反应，减少了接枝聚合反应过程中的空间位阻效应，提高了接枝聚合反应的进行程度和均匀程度，得到接枝物较多、分子量较大、分子结构相对复杂的金属离子富集剂，从而增加了金属离子富集剂中的吸附孔洞和吸附位点，增强了金属离子富集剂的吸附富集作用。
本发明采用以下技术方案：一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入水中搅拌，使其充分溶胀，得到魔芋精粉溶液；
步骤二、向步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入环己烷和液体石蜡组成的混合油相及司班80，并搅拌均匀，得到第一混合液；所述混合油相中环己烷与液体石蜡的体积比为1:3～3:1，司班80与混合油相的体积比为1:20～1:50；
步骤三、向步骤二中得到的第一混合液中加入过硫酸铵并混匀，然后加入用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及N-N亚甲基双丙烯酰胺，搅拌并升温至60℃～85℃进行第一次接枝聚合反应，停止搅拌并冷却至室温，得到第一聚合反应液，将第一聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂中间产物粉末；所述搅拌的速度为1000r/min～3000r/min；
步骤四、将步骤三中得到的金属离子富集剂中间产物粉末分散于水中，然后依次加入环己烷和液体石蜡组成的混合油相及司班80，并搅拌均匀，得到第二混合液；所述混合油相中环己烷与液体石蜡的体积比为1:3～1:2，司班80与混合油相的体积比为1:60～1:80；
步骤五、向步骤四中得到的第二混合液中加入过硫酸铵并混匀，然后加入用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及N-N亚甲基双丙烯酰胺，搅拌并升温至60℃～85℃进行第二次接枝聚合反应，停止搅拌并冷却至室温，得到第二聚合反应液，将第二聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂；所述搅拌的速度为400r/min～600r/min；所述过硫酸铵、用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及N-N亚甲基双丙烯酰胺的加入量均与步骤三中所述过硫酸铵、用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及N-N亚甲基双丙烯酰胺的加入量相同。
本发明采用二次反相悬浮法，先将魔芋精粉溶于水使其形成具有一定粘度的KGM水溶液，然后以环己烷和液体石蜡为油相，KGM水溶液为水相，以司班80为分散剂，得到油包水的均相体系，然后加入引发剂过硫酸铵、用氢氧化钠中后的丙烯酸以及交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺，搅拌并升温，引发剂过硫酸铵受热后分解产生具有引发活性的自由基，促使丙烯酸钠上的羧基与魔芋葡甘聚糖基中的羟基反应，丙烯酸钠接枝到KGM分子上进行第一次接枝聚合反应，由于第一次接枝聚合反应过程中进行高速搅拌，油包水的均相体系中油包水液滴的体积较小且数量较多，丙烯酸钠与油包水液滴中KGM分子的接枝时间较为短暂，形成接枝聚合产物后迅速转移至反应体系溶液中，因此得到的接枝聚合产物分子量较小且较为均匀，最终得到的第一次接枝聚合反应的产物为粉末状的金属离子富集剂中间产物；金属离子富集剂中间产物的魔芋葡甘聚糖基中仍存在部分羟基，因此将金属离子富集剂中间产物分散于水中后，再次加入环己烷和液体石蜡组成的油相和司班80分散剂，形成油包金属离子富集剂中间产物的均相体系，然后再次加入引发剂过硫酸铵、用氢氧化钠中后的丙烯酸以及交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺，搅拌并升温，引发剂过硫酸铵受热后分解产生具有引发活性的自由基，促使丙烯酸钠上的羧基与油包金属离子富集剂中间产物中的羟基反应，丙烯酸钠接枝到油包金属离子富集剂中间产物中的魔芋葡甘聚糖基上进行第二次接枝聚合反应，由于第二次接枝聚合反应在低速搅拌条件下进行，使油包金属离子富集剂中间产物形成均匀的油包水大液滴，同时丙烯酸钠可充分包围在油包水大液滴的周围，继续接枝到魔芋葡甘聚糖基上形成分子量较大的第二次接枝聚合产物，得到分子量较为均匀且为颗粒状的金属离子富集剂。
本发明采用二次反相悬浮法，使魔芋葡甘聚糖与丙烯酸钠分两次进行接枝聚合反应，减少了反应过程中的空间位阻效应，避免了接枝聚合反应产物的堆积，提高了接枝聚合反应的进行程度和均匀程度，得到接枝物较多、分子量较大、分子结构相对复杂的金属离子富集剂，从而增加了金属离子富集剂中的吸附孔洞和吸附位点，增强了金属离子富集剂的吸附富集作用；同时，分两次进行接枝聚合反应，提高了金属离子富集剂的颗粒尺寸与颗粒分布集中度，得到颗粒均匀、尺寸较大的金属离子富集剂，方便了金属离子富集剂的使用和回收。
上述的一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述魔芋精粉溶液的质量百分数为1％～3％。采用该质量百分数范围的魔芋精粉溶液，既可以保证魔芋精粉的充分溶胀形成均相的水溶胶，进而形成均相的油包水体系，有利于后续接枝聚合反应的顺利进行，又避免魔芋精粉溶液浓度过高形成的水凝胶粘性过大，影响过硫酸铵、用氢氧化钠中后的丙烯酸以及交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺的溶解，进而阻碍接枝聚合反应的进行。
上述的一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，步骤二中述混合油相中环己烷与液体石蜡的体积比为1:1.5～2:1。环己烷与液体石蜡组成的混合油相作为分散介质可降低油相与水相的界面张力，促进油包水结构中空腔的均一和稳定性，但液体石蜡的粘度过大，过多的液体石蜡会影响水溶性的引发剂、交联剂及丙烯酸钠与油包水液滴中魔芋葡甘聚糖的接触几率和反应程度，同时阻碍第一次接枝聚合反应产物的迅速转移，从而影响金属离子富集剂中间产物的分子量均匀程度。
上述的一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述过硫酸铵的加入质量为第一混合液质量的0.06％～0.18％，所述用氢氧化钠中和后的丙烯酸的加入质量为第一混合液和过硫酸铵总质量的7％～10％，所述N-N亚甲基双丙烯酰胺的加入质量为第一混合液和过硫酸铵总质量的0.01％～0.03％。上述过硫酸铵、用氢氧化钠中和后的丙烯酸和N-N亚甲基双丙烯酰胺的加入质量既保证了油包水结构中魔芋葡甘聚糖分子中接枝反应的充分进行，得到接枝物较多、分子量较大、分子结构相对复杂的金属离子富集剂，从而增加金属离子富集剂的富集作用，有避免了原料的浪费，减少了原料在金属离子富集剂中的粘附，进一步保证了金属离子富集剂的富集效果。
上述的一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，步骤三所述第一次接枝聚合反应和步骤五中所述第二次接枝聚合反应的温度均为75℃～80℃，时间均为1h～3h。上述两次接枝聚合反应的温度和时间均有利于两次接枝聚合反应的顺利进行，有利于得到接枝物较多、分子量较大、分子结构相对复杂的金属离子富集剂，从而进一步增加了金属离子富集剂中的吸附孔洞和吸附位点，进一步增强了金属离子富集剂的富集作用
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用二次反相悬浮法，使魔芋葡甘聚糖与丙烯酸钠分两次进行接枝聚合反应，减少了魔芋葡甘聚糖与丙烯酸钠接枝聚合反应过程中的空间位阻效应，提高了接枝聚合反应的进行程度和均匀程度，得到接枝物较多、分子量较大、分子结构相对复杂的金属离子富集剂，从而增加了金属离子富集剂中的吸附孔洞和吸附位点，增强了金属离子富集剂的吸附富集作用。
2、本发明分两次进行接枝聚合反应，提高了金属离子富集剂的颗粒尺寸与颗粒分布集中度，得到颗粒均匀、尺寸较大的金属离子富集剂，方便了金属离子富集剂的使用和回收。
3、本发明得到的金属离子富集剂对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cr3+、Cd2+具有较高的吸附富集能力，尤其是对重金属废水中含量较高且较难处理的Pb2+和Cd2+，因此本发明的金属离子富集剂在重金属废水富集处理方面具有广阔的应用前景。
4、本发明的制备方法相对简单，无需添加新的原料和设备，增强金属离子富集剂的效果显著，适于推广使用。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入50℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为1％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入25mL环己烷和75mL液体石蜡组成的混合油相及2mL司班80，并搅拌均匀，得到第一混合液；
步骤三、向步骤二中得到的第一混合液中加入0.06g过硫酸铵并混匀，然后加入7g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.01g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为1000r/min的条件下搅拌并升温至85℃进行第一次接枝聚合反应2h，停止搅拌并冷却至室温，得到第一聚合反应液，将第一聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂中间产物粉末；
步骤四、将步骤三中得到的金属离子富集剂中间产物粉末分散于200mL水中，然后依次加入20mL环己烷和60mL液体石蜡组成的混合油相及1mL司班80，并搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五、向步骤四中得到的第二混合液中加入0.06g过硫酸铵并混匀，然后加入7g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.01g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为400r/min的条件下搅拌并升温至85℃进行第二次接枝聚合反应2h，停止搅拌并冷却至室温，得到第二聚合反应液，将第二聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
对比例1
本对比例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入50℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为1％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入45mL环己烷和135mL液体石蜡组成的混合油相及3mL司班80，并搅拌均匀，得到混合液；
步骤三、向步骤二中得到的混合液中加入0.12g过硫酸铵并混匀，然后加入14g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.02g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为400r/min的条件下搅拌并升温至85℃进行接枝聚合反应2h，停止搅拌并冷却至室温，得到聚合反应液，将聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
实施例2
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入45℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为1.5％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入50mL环己烷和50mL液体石蜡组成的混合油相及4mL司班80，并搅拌均匀，得到第一混合液；
步骤三、向步骤二中得到的第一混合液中加入0.10g过硫酸铵并混匀，然后加入7.5g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.02g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为1500r/min的条件下搅拌并升温至60℃进行第一次接枝聚合反应1.5h，停止搅拌并冷却至室温，得到第一聚合反应液，将第一聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂中间产物粉末；
步骤四、将步骤三中得到的金属离子富集剂中间产物粉末分散于200mL水中，然后依次加入20mL环己烷和60mL液体石蜡组成的混合油相及1mL司班80，并搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五、向步骤四中得到的第二混合液中加入0.10g过硫酸铵并混匀，然后加入7.5g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.02g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为450r/min的条件下搅拌并升温至60℃进行第二次接枝聚合反应1.5h，停止搅拌并冷却至室温，得到第二聚合反应液，将第二聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
对比例2
本对比例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入45℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为1.5％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入70mL环己烷和110mL液体石蜡组成的混合油相及5mL司班80，并搅拌均匀，得到混合液；
步骤三、向步骤二中得到的混合液中加入0.20g过硫酸铵并混匀，然后加入15g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.04g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为450r/min的条件下搅拌并升温至60℃进行接枝聚合反应1.5h，停止搅拌并冷却至室温，得到聚合反应液，将聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
实施例2
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入48℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为1.5％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入40mL环己烷和60mL液体石蜡组成的混合油相及2.5mL司班80，并搅拌均匀，得到第一混合液；
步骤三、向步骤二中得到的第一混合液中加入0.10g过硫酸铵并混匀，然后加入8g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.02g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为2000r/min的条件下搅拌并升温至80℃进行第一次接枝聚合反应1h，停止搅拌并冷却至室温，得到第一聚合反应液，将第一聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂中间产物粉末；
步骤四、将步骤三中得到的金属离子富集剂中间产物粉末分散于200mL水中，然后依次加入30mL环己烷和60mL液体石蜡组成的混合油相及1.5mL司班80，并搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五、向步骤四中得到的第二混合液中加入0.10g过硫酸铵并混匀，然后加入8g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.02g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为400r/min的条件下搅拌并升温至80℃进行第二次接枝聚合反应2h，停止搅拌并冷却至室温，得到第二聚合反应液，将第二聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
对比例3
本对比例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入48℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为1.5％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入70mL环己烷和120mL液体石蜡组成的混合油相及4mL司班80，并搅拌均匀，得到混合液；
步骤三、向步骤二中得到的混合液中加入0.20g过硫酸铵并混匀，然后加入16g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.04g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为400r/min的条件下搅拌并升温至80℃进行接枝聚合反应2h，停止搅拌并冷却至室温，得到聚合反应液，将聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
实施例4
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入50℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为2％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入75mL环己烷和25mL液体石蜡组成的混合油相及3.3mL司班80，并搅拌均匀，得到第一混合液；
步骤三、向步骤二中得到的第一混合液中加入0.18g过硫酸铵并混匀，然后加入10g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.03g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为3000r/min的条件下搅拌并升温至75℃进行第一次接枝聚合反应3h，停止搅拌并冷却至室温，得到第一聚合反应液，将第一聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂中间产物粉末；
步骤四、将步骤三中得到的金属离子富集剂中间产物粉末分散于200mL水中，然后依次加入30mL环己烷和60mL液体石蜡组成的混合油相及1.5mL司班80，并搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五、向步骤四中得到的第二混合液中加入0.18g过硫酸铵并混匀，然后加入10g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.03g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为600r/min的条件下搅拌并升温至75℃进行第二次接枝聚合反应2h，停止搅拌并冷却至室温，得到第二聚合反应液，将第二聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
对比例4
本对比例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入50℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为2％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入105mL环己烷和85mL液体石蜡组成的混合油相及4.8mL司班80，并搅拌均匀，得到混合液；
步骤三、向步骤二中得到的混合液中加入0.36g过硫酸铵并混匀，然后加入20g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.03g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为600r/min的条件下搅拌并升温至75℃进行接枝聚合反应2h，停止搅拌并冷却至室温，得到聚合反应液，将聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
实施例5
本实施例的方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入50℃的水中搅拌，使其充分溶胀，得到质量百分数为1.8％的魔芋精粉溶液；
步骤二、向200mL步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入66mL环己烷和33mL液体石蜡组成的混合油相及4.95mL司班80，并搅拌均匀，得到第一混合液；
步骤三、向步骤二中得到的第一混合液中加入0.12g过硫酸铵并混匀，然后加入9g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.03g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为2500r/min的条件下搅拌并升温至78℃进行第一次接枝聚合反应2.5h，停止搅拌并冷却至室温，得到第一聚合反应液，将第一聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂中间产物粉末；
步骤四、将步骤三中得到的金属离子富集剂中间产物粉末分散于200mL水中，然后依次加入28mL环己烷和48mL液体石蜡组成的混合油相及1.09mL司班80，并搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五、向步骤四中得到的第二混合液中加入0.12g过硫酸铵并混匀，然后加入9g用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及0.03g的N-N亚甲基双丙烯酰胺，在速度为500r/min的条件下搅拌并升温至78℃进行第二次接枝聚合反应2.5h，停止搅拌并冷却至室温，得到第二聚合反应液，将第二聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂。
(1)将实施例1～实施例5得到的金属离子富集剂中间产物粉末(缩写为中间产物)和金属离子富集剂(缩写为产物)的颗粒尺寸、对比例1～对比例4得到的金属离子富集剂(缩写为对比产物)的颗粒尺寸进行测量，具体过程为：采取质量累计分步法，准备符合国际标准套筛，筛网孔径依次为4.75mm、4mm、3.35mm、2.80mm、2.36mm、2mm；分别取干燥的样品Mg，置于4.75mm筛网中匀速震荡1min，收集筛内物称重M1g，将过筛物置于4mm筛网中匀速震荡1min，收集筛内物称重M2g，依次类推，过3.35mm筛网后筛内物称重M3g，过2.80mm筛网后筛内物称重M4g，过2.36mm筛网后筛内物称重M5g，过2mm筛网后筛内物称重M6g，过筛物称重M7g，结果如下表1所示。
其中，颗粒尺寸分布率(％)＝Mn/M×100％(其中，n＝1，2，3，4，5，6，7)。
表1本发明实施例1～实施例5得到的金属离子富集剂中间产物粉末和金属离子富集剂、对比例1～对比例4得到的金属离子富集剂的颗粒尺寸分布
从表1可知，本发明实施例1～实施例5得到的金属离子富集剂中间产物粉末的颗粒尺寸分布较为分散，且颗粒尺寸集中于4mm～4.75mm、3.35mm～4mm、2.8mm～3.35mm和2.36mm～2.8mm，而金属离子富集剂的颗粒尺寸分布相对较为集中，且颗粒尺寸集中于4mm～4.75mm和3.35mm～4mm，对比例1～对比例4得到的金属离子富集剂的颗粒尺寸分布程度介于对应的实施例1～实施例4得到的金属离子富集剂中间产物粉末与金属离子富集剂的颗粒尺寸分布程度之间，且颗粒尺寸集中于4mm～4.75mm、3.35mm～4mm、2.8mm～3.35mm和2.36mm～2.8mm，说明本发明采用的二次接枝聚合反应的方法促进了接枝聚合反应的进行程度和均匀程度，提高了金属离子富集剂的颗粒尺寸及颗粒尺寸分布的集中度，有利于提高金属离子富集剂的吸附性能。
(2)将实施例1～实施例5得到的金属离子富集剂、对比例1～对比例4得到的金属离子富集剂对金属离子的静态吸附性能进行检测，具体过程如下：精确称取0.1000g金属离子富集剂置于锥形瓶中，然后加入50mL浓度为200μg/mL、pH为4的金属离子溶液，振荡5min后静置15min进行吸附，用原子吸收光谱法测定溶液中剩余金属离子的浓度，计算得到金属离子富集剂对金属离子的静态吸附量，其结果如下表2所示。
其中，静态吸附量(mg/g)＝(金属离子浓度×金属离子溶液体积-吸附后金属离子浓度×吸附后金属离子溶液体积)/金属离子富集剂质量×100％。
表2实施例1～实施例5和对比例1～对比例4的金属离子富集剂对金属离子的静态吸附量
从表2可知，本发明实施例1～实施例5的金属离子富集剂对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cr3+、Cd2+的静态吸附量较高，尤其是Pb2+和Cd2+，远远高于对比例1～对比例4的金属离子富集剂对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cr3+、Cd2+的静态吸附量，说明本发明采用二次反相悬浮法制备的金属离子富集剂对上述金属离子均具有较高的吸附能力，尤其是对重金属废水中含量较高且较难处理的Pb2+和Cd2+，因此本发明的金属离子富集剂在重金属废水富集处理方面具有广阔的应用前景。
Claims (5)
1.一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将魔芋精粉加入水中搅拌，使其充分溶胀，得到魔芋精粉溶液；
步骤二、向步骤一中得到的魔芋精粉溶液中依次加入环己烷和液体石蜡组成的混合油相及司班80，并搅拌均匀，得到第一混合液；所述混合油相中环己烷与液体石蜡的体积比为1:3～3:1，司班80与混合油相的体积比为1:20～1:50；
步骤三、向步骤二中得到的第一混合液中加入过硫酸铵并混匀，然后加入用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及N-N亚甲基双丙烯酰胺，搅拌并升温至60℃～85℃进行第一次接枝聚合反应，停止搅拌并冷却至室温，得到第一聚合反应液，将第一聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂中间产物粉末；所述搅拌的速度为1000r/min～3000r/min；
步骤四、将步骤三中得到的金属离子富集剂中间产物粉末分散于水中，然后依次加入环己烷和液体石蜡组成的混合油相及司班80，并搅拌均匀，得到第二混合液；所述混合油相中环己烷与液体石蜡的体积比为1:3～1:2，司班80与混合油相的体积比为1:60～1:80；
步骤五、向步骤四中得到的第二混合液中加入过硫酸铵并混匀，然后加入用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及N-N亚甲基双丙烯酰胺，搅拌并升温至60℃～85℃进行第二次接枝聚合反应，停止搅拌并冷却至室温，得到第二聚合反应液，将第二聚合反应液静置分层后取出上清液，用水清洗下层产物，得到金属离子富集剂；所述搅拌的速度为400r/min～600r/min；所述过硫酸铵、用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及N-N亚甲基双丙烯酰胺的加入量均与步骤三中所述过硫酸铵、用氢氧化钠中和后的丙烯酸以及N-N亚甲基双丙烯酰胺的加入量相同。
2.根据权利要求1所述的一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述魔芋精粉溶液的质量百分数为1％～3％。
3.根据权利要求1所述的一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，步骤二中述混合油相中环己烷与液体石蜡的体积比为1:1.5～2:1。
4.根据权利要求1所述的一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述过硫酸铵的加入质量为第一混合液质量的0.06％～0.18％，所述用氢氧化钠中和后的丙烯酸的加入质量为第一混合液和过硫酸铵总质量的7％～10％，所述N-N亚甲基双丙烯酰胺的加入质量为第一混合液和过硫酸铵总质量的0.01％～0.03％。
5.根据权利要求1所述的一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法，其特征在于，步骤三所述第一次接枝聚合反应和步骤五中所述第二次接枝聚合反应的温度均为75℃～80℃，时间均为1h～3h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910281015.2A CN109939655A (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910281015.2A CN109939655A (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109939655A true CN109939655A (zh) | 2019-06-28 |
Family
ID=67013992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910281015.2A Pending CN109939655A (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109939655A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030069583A (ko) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | 샹 호 추이 | 유기 고흡수 수지 비료의 제조방법 |
| CN1637021A (zh) * | 2004-12-13 | 2005-07-13 | 天津大学 | 聚蔗糖凝胶微球的制备方法 |
| CN101665554A (zh) * | 2009-09-25 | 2010-03-10 | 上海大学 | 淀粉接枝共聚阳离子絮凝剂的制备方法 |
| US20130274088A1 (en) * | 2011-02-08 | 2013-10-17 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Method for producing water-absorbent resin |
| CN103724547A (zh) * | 2012-10-12 | 2014-04-16 | 马群 | 基于控制体系浓度的超强吸水剂的制备工艺 |
| CN106699977A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-24 | 陕西科技大学 | 一种魔芋葡甘聚糖基超强吸水颗粒的制备方法 |
| CN109575350A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-04-05 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种制备高通液性吸水性树脂的方法 |
-
2019
- 2019-04-09 CN CN201910281015.2A patent/CN109939655A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030069583A (ko) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | 샹 호 추이 | 유기 고흡수 수지 비료의 제조방법 |
| CN1637021A (zh) * | 2004-12-13 | 2005-07-13 | 天津大学 | 聚蔗糖凝胶微球的制备方法 |
| CN101665554A (zh) * | 2009-09-25 | 2010-03-10 | 上海大学 | 淀粉接枝共聚阳离子絮凝剂的制备方法 |
| US20130274088A1 (en) * | 2011-02-08 | 2013-10-17 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Method for producing water-absorbent resin |
| CN103724547A (zh) * | 2012-10-12 | 2014-04-16 | 马群 | 基于控制体系浓度的超强吸水剂的制备工艺 |
| CN106699977A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-24 | 陕西科技大学 | 一种魔芋葡甘聚糖基超强吸水颗粒的制备方法 |
| CN109575350A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-04-05 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种制备高通液性吸水性树脂的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 段久芳主编: "《天然高分子材料》", 31 March 2016 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Deng et al. | Polyacrylonitrile-based fiber modified with thiosemicarbazide by microwave irradiation and its adsorption behavior for Cd (II) and Pb (II) | |
| CN104031651B (zh) | 一种用于重金属污染农田的钝化改良剂及其使用方法 | |
| CN105498707B (zh) | 一种改性氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的制备方法及应用 | |
| Lin et al. | Synthesis and evaluation of thiosemicarbazide functionalized corn bract for selective and efficient adsorption of Au (III) from aqueous solutions | |
| CN101314123B (zh) | 一种磁性生物吸附剂及其制备方法 | |
| Liu et al. | Persimmon tannin functionalized polyacrylonitrile fiber for highly efficient and selective recovery of Au (III) from aqueous solution | |
| CN106076272A (zh) | 一种重金属离子吸附剂的制备方法 | |
| CN110227419B (zh) | 一种腐植酸/β-环糊精聚合物、复合微球及其制备方法 | |
| Xie et al. | Mechanically activated starch magnetic microspheres for Cd (II) adsorption from aqueous solution | |
| CN105709701A (zh) | 一种负载纳米粒子的石墨烯/菌丝水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN111229157A (zh) | 一种无机聚合物改性膨润土吸附材料的制备方法 | |
| CN106669614A (zh) | Ctab表面活化粘土矿物负载纳米金属氧化物的制备及其用途 | |
| Wen et al. | Eco-friendly Enteromorpha polysaccharides-based hydrogels for heavy metal adsorption: From waste to efficient materials | |
| CN104084177B (zh) | 一种磁性壳聚糖纳米纤维铜离子吸附剂及其制备方法、用途 | |
| CN112354527A (zh) | 一种吸附微球及其制备方法 | |
| Niu et al. | Synthesis of an adsorbent from sugarcane bagass by graft copolymerization and its utilization to remove Cd (II) ions from aqueous solution | |
| CN109317104A (zh) | 一种巯基功能化金属-有机骨架材料、制备及其应用 | |
| CN111203187A (zh) | 用于去除地下水中污染物的修复材料、其制备方法及应用 | |
| CN109529792A (zh) | 一种用于含重金属污水处理中的吸附剂及其制备方法 | |
| CN106040165A (zh) | 一种用于吸附除镍的磁性改性沸石材料及其制备方法与应用 | |
| CN107522877A (zh) | 季铵化纤维素珠粒、制备方法和用途 | |
| CN109939655A (zh) | 一种基于魔芋葡甘聚糖的金属离子富集剂的制备方法 | |
| CN106423081A (zh) | 壳聚糖改性钠基膨润土、制备方法及应用 | |
| CN110127781A (zh) | 一种改性氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用 | |
| CN105664864A (zh) | 一种维管植物基多孔氧化聚合螯合吸附材料的制备方法与应用 |
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: 20190628 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |