CN110975832A - 一种高效除去重金属离子的秸秆基水凝胶吸附剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效除去重金属离子的秸秆基水凝胶吸附剂及其制备方法，其制备步骤为：将秸秆粉末浸入改性溶液中进行改性，得到引发剂固定的改性秸秆；采用原子转移自由基聚合工艺在改性秸秆的表面接枝丙烯腈类聚合物，借助交联剂制备出丙烯腈类聚合物改性的秸秆基水凝胶；将秸秆基水凝胶加入胺化试剂中进行改性，制备出秸秆基水凝胶吸附剂。本发明制备的秸秆基水凝胶吸附剂能高效除去重金属离子的同时，作为吸附剂的秸秆基凝胶也容易从净化的水体环境中而被除去。
Description
技术领域
本发明所属水处理材料技术领域，具体涉及一种高效除去重金属离子的秸秆基水凝胶及其制备方法。
背景技术
随着全球工业化程度的提高，环境污染日趋严重，其中水污染严重影响了人们的生产生活。工业废水是水体主要的重金属污染源，许多工业过程如电镀、制革、采矿、炼钢、染色等，会产生大量含重金属离子的废水，如Pb2+、Fe3+、Ni2+、Cr3+等。由于这些重金属离子不能被生物降解而且还可以通过食物链进入人体内富集，因此会给人们身体健康带来严重的危害。所以近年来含重金属离子废水的治理一直是人们关注的重点和难点。各种处理技术已经被使用，例如化学沉淀、离子交换、吸附法、膜分离等，其中吸附法由于其自身的高吸附量、制备简单的优点而被广泛使用。
农业废弃物主要来源于由大量纤维素、半纤维素、木质素及微量无机盐组成的植物，具有可再生、可持续、可生物降解等优点。基于以上优势，将农作物废弃物作为吸附材料受到了人们广泛的重视。但是单一的废弃秸秆对金属离子的吸附能力有限，目前各类基于农作物的改性秸秆用于重金属离子的吸附被研究，如中国专利 CN107570119A公布了一种具有半互穿网络结构的秸秆重金属离子吸附剂制备方法：利用超声手段对秸秆预处理，然后对其进行丙烯酸的接枝改性，最后将丙烯酸改性秸秆和功能性单体进行接枝共聚，制备具有半互穿网络结构和多种重金属离子吸附基团的秸秆重金属离子吸附剂。但是利用氧化还原引发剂接枝单体的过程较为复杂，且对于重金属离子的吸附量还有待提高。
中国专利CN103466741A公布了一种利用甜高粱秸秆发酵生产乙醇的残渣吸附重金属离子的方法：将甜高粱秸秆发酵生产乙醇的残渣作为吸附剂，用于吸附废水中的重金属离子。但是这种方法对于Cr6+的吸附容量较低，仅为4.5mg/g。
中国专利CN107983313A公布了一种基于稀硫酸和DDBAC联合预处理小麦秸秆制备水体中镉离子吸附剂的方法：先将粉碎的小麦秸秆经稀硫酸物理处理后，再辅助以十二烷基二甲基氯化铵化学改性，经洗涤干燥后用于吸附重金属离子。但是这种改性秸秆对于Cd2+的吸附容量较低，不能有效的用于重金属离子的净化处理。
目前还有学者提出利用各类聚合物改性废弃秸秆进行重金属离子的吸附。但是经粉碎的改性秸秆在对重金属离子完成吸附后，秸秆基吸附剂后续除去不便。
发明内容
因此本发明提供了一种高效除去重金属离子的秸秆基水凝胶及其制备方法，主要是通过卤化试剂一步法对农业废弃秸秆进行改性，得到含有引发剂的改性秸秆；然后进一步采用ATRP在秸秆上接枝丙烯腈类聚合物的同时加入交联剂制备出秸秆基水凝胶，再通过对氰基的胺化反应，引入对金属离子有强络合作用的胺基和偕胺肟官能团。从而保证了在高效除去重金属离子的同时，作为吸附剂的秸秆基凝胶也容易从净化的水体环境中而被除去。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种高效除去重金属离子的秸秆基水凝胶吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将秸秆粉末浸入改性溶液中进行改性，得到引发剂固定的改性秸秆；
(2)采用原子转移自由基聚合工艺在改性秸秆的表面接枝丙烯腈类聚合物，制备出丙烯腈类聚合物改性的秸秆基水凝胶；
(3)将秸秆基水凝胶加入胺化试剂中进行改性，制备出秸秆基水凝胶吸附剂。
进一步方案，步骤(1)中所述的秸秆粉末是将水稻秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆中的至少一种经粉碎、清洗、烘干所得。
其中清洗是指用乙醇、丙酮等常见溶剂对秸秆粉末进行超声处理，以去除杂质并提高清洗速率。
进一步方案，步骤(1)中改性溶液是由卤化试剂、碱和溶剂组成的混合液，其中秸秆粉末、卤化试剂和碱的质量比为1:1-5:1-5。
进一步方案，所述的卤化试剂为2-溴-2-甲基丙酰溴、2-溴异丁酰溴、2-溴-2-甲基丙酰氯、4-溴丁基氯酸中的至少一种；所述碱为有机弱碱；所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
碱的作用是中和反应生成的酸，可以为三乙胺或者吡啶。
进一步方案，步骤(2)中原子转移自由基聚合工艺是指将改性秸秆干燥后加入溶剂中，再加入交联剂，然后加入丙烯腈类聚合物单体、催化剂和有机配体，充分搅拌；再通氮气排除空气，升温反应，丙烯腈类聚合物单体在改性秸秆表面发生接枝反应得秸秆基水凝胶。
进一步方案，所述升温反应的终点是通过聚合物分子量来控制，其中聚合物分子量是通过凝胶色谱(GPC)来测定。
进一步方案，所述丙烯腈类聚合物单体选自丙烯腈(AN)、甲基丙烯腈(MAN)、苯乙烯-丙烯腈无规共聚(St-AN)中的一种；
所述的催化剂为氯化铜或溴化铜；
所述的有机配体为4,4'-二壬基-2,2'-联吡啶、2,2'-联吡啶(bpy)、三(2-吡啶基甲基) 胺(TMPA)、三(2-二甲氨基乙基)胺(Me6Tren)、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)中的一种；
所述的交联剂为二乙烯苯(DVB)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、N-羟甲基丙烯酰胺(HAM)中的一种；
所述的溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或苯甲醚；所述溶剂的质量为改性秸秆质量的5-15倍；
通入氮气后再加入还原剂，所述的还原剂为异辛酸亚锡，可以使ATRP顺利进行，其加入质量一般是催化剂的1-2倍，主要作为ATRP的还原剂，使得单体可以顺利聚合。需要指出的是ATRP的类型有很多，并不是所有的ATRP都需要借助异辛酸亚锡还原。
进一步方案，所述丙烯腈类聚合物单体、催化剂和有机配体的摩尔比 1:300-1500:0.1-2:0.8-10。
进一步方案，步骤(3)中所述胺化试剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种。
本发明的另一个发明目的是提供一种经上述制备方法所制备的秸秆基水凝胶吸附剂，所述的秸秆基水凝胶吸附剂对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的最大吸附量分别为662.9 mg/g、248.8mg/g、110.1mg/g和94.9mg/g。
本发明中秸秆的主要成分是纤维素，首先利用含卤引发剂卤化试剂与纤维素的羟基反应，从而将引发剂固定在秸秆表面；然后再借助原子转移自由基聚合工艺(ATRP) 在含引发剂的活性位点上接枝上丙烯腈类聚合物，利用活性种与休眠种之间不断地动态平衡完成链的引发、增长、终止；同时利用加入的交联剂将粉末状的秸秆交联，使得粉末状的秸秆变成块体材料，最后通过胺化试剂与接枝的丙烯腈类聚合物上的氰基反应，生成的胺基和偕胺肟官能团可以有效的与重金属离子发生络合作用，从而达到除去重金属离子的目的。
所以本发明的有益效果有：
1、本发明采用水稻秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆为原料，而农业秸秆作为生物质资源，利用化学方法进行改性不会产生污染，成本低且绿色环保，符合国家可持续发展战略；
2、本发明用卤化试剂对秸秆进行改性，得到引发剂固定的改性秸秆，其中改性秸秆目的是为了后续的原子转移自由基聚合工艺能进行。因为卤化试剂与秸秆的羟基反应，一步法就可以将引发剂固定在秸秆表面，有了引发剂的存在，才能实现聚合物在秸秆上的接枝。
3、本发明采用原子转移自由基聚合工艺(ATRP)在秸秆的表面接枝聚合物，避免了二次表面修饰的工序，具有工艺简单，反应条件温和、易于控制等特点；同时加入交联剂将粉末状的秸秆变成了块体材料，从而便于后续吸附剂的除去，比如就可直接通过镊子这类简单工具夹取进行除去。即与其他粉状吸附剂相比，秸秆基水凝胶吸附剂不仅自身的孔道结构对重金属离子有一定的吸附能力，而且吸附完成后便于吸附剂的分离。
4、本发明加入胺化试剂对丙烯腈类聚合物改性的秸秆基水凝胶上的氰基进行改性，得到具有强络合能力的胺基和偕胺肟官能团，从而可以持续高效的吸附重金属离子；
5、聚合物刷通过共价键连接在秸秆上，具有优异的耐化学稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1中原始秸秆RS、RS-Br、RS-g-PSAN和RS-g-APSAN的红外光谱图(FT-IR)；
图2为本发明实施例1中原始秸秆RS、RS-Br、RS-g-PSAN和RS-g-APSAN的 X射线光电子能谱图(XPS)；
图3为本发明实施例1中原始秸秆RS、RS-Br、RS-g-PSAN和RS-g-APSAN的高分辨扫描电子显微镜图(SEM)；
图4为本发明实施例1中原始秸秆RS、RS-Br、RS-g-PSAN和RS-g-APSAN的吸附性能曲线图。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
实施例1
将水稻秸秆(RS)粉碎后用乙醇、丙酮对其进行超声处理清洗，然后置于烘箱中干燥。
将干燥后20g的水稻秸秆浸入含有2-溴异丁酰溴20g、三乙胺40g和DMF 100g 组成的改性溶液中；在室温下搅拌12h，制备出2-溴异丁酰溴改性的改性秸秆(代号为RS-Br)。
将RS-Br清洗，去除残余反应物后，置于烘箱中干燥。再称量5g加入装有溶剂 DMF(25g)的Schlenk反应瓶中，再加入交联剂DVB(1％，60mg)，然后加入苯乙烯单体(13mL)、丙烯腈(5mL)、催化剂CuBr2(25.0mg，0.11mmol)和有机配体PMDETA(29 μl)，充分搅拌；通氮气除氧后，加入25mg还原剂异辛酸亚锡，60℃反应48h，获得秸秆基水凝胶(RS-g-PSAN)。
将上述制备的RS-g-PSAN加入到盛有20mL DMF、2g催化剂AlCl3·6H2O和30mL 四乙烯五胺的三口瓶中，通N2 30min，然后在90℃水浴持续反应8h，经洗涤干燥后得到吸附剂(代号为RS-g-APSAN)。
取10mg上述吸附剂RS-g-APSAN，置于20mL初始浓度均为400mg/L的Pb2+、 Cu2+、Zn2+和Ni2+的混合离子水溶液中，于37℃恒温振荡器充分吸附平衡后， RS-g-APSAN对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附量分别为662.9、248.8、110.1和94.9 mg/g。其中吸附量是通过电子耦合等离子质谱仪来测定。
如图1所示，是本实施例中水稻秸秆RS、RS-Br、RS-g-PSAN和RS-g-APSAN 的红外光谱图。如图1中a所示，原始秸秆RS中3416cm-1和2926cm-1峰归因于纤维素中羟基和碳氢键的振动。
与原始秸秆RS相比，RS-Br(图1中b)中1732cm-1处出现了一种新的吸收峰，这是由羰基的拉伸振动引起的。这表明2-溴异丁酰溴对秸秆改性成功。
如图1中c所示，RS-g-PSAN在2238cm-1处出现了新的吸收峰，这是由氰基的振动引起的。这充分表明PSAN聚合物刷被接枝到秸秆表面。
如图1中d所示，RS-g-APSAN在3215cm-1出现了新的吸收峰归属于-NH2的振动。这表明四乙烯五胺对RS-g-PSAN改性成功。
如图2所示是实施例中RS、RS-Br、RS-g-PSAN和RS-g-APSAN的XPS图。原始水稻秸秆RS仅出现C1s、O 1s和N1s峰，Br 3d吸收峰出现在RS-Br、RS-g-PSAN 和RS-g-APSAN上(图2中a图)，这表明2-溴异丁酰溴已经成功与RS中的羟基发生反应。从图2中b图的RS-g-PSAN的C1s图谱可以发现，在284.4、286.1和291.6eV 出现的吸收峰分别对应着C-C，C≡N和O-C＝O的振动，表明PSAN已经接枝成功。从图2中a图的各元素的原子比例分析可知，RS-g-APSAN中N的含量比RS-g-PSAN 高，这表明四乙烯五胺与氰基反应成功。
如图3所示，是本实施例中原始秸秆RS、RS-Br、RS-g-PSAN和RS-g-APSAN 的SEM图。如图3中a图所示，原始秸秆RS呈现了一种具有典型粗糙表面的结构。与之相比，RS-Br表面变得更加粗糙(图3中b图)，这是由于2-溴异丁酰溴与秸秆上的羟基反应所导致的。在RS-g-PSAN观察到散乱分布的微粒(如图3中c图)，这是由于接枝的PSAN聚合物刷在秸秆纤维表面的积累所导致的。与RS-g-PSAN相比， RS-g-APSAN出现更多的褶皱(如图3中d图)，这表明胺化反应成功进行。
如图4所示，是本实施例制备的RS-g-APSAN对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+吸附性能曲线图。由图4可知RS-g-APSAN对于Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附性能分别为 662.9、248.8、110.1和94.9mg/g。充分表明RS-g-APSAN中的胺基和偕胺肟官能团对这几种离子有很好的络合作用。
对比例1
中国专利CN107570119A制备了一种半互穿网络结构的秸秆重金属离子吸附剂，其利用超声手段对粉碎秸秆预处理，然后对其进行丙烯酸的接枝改性，最后将丙烯酸改性秸秆和功能性单体进行接枝共聚。
对比例1中的实施例1记载了：对于初始浓度为100mg/L的Cd2+、Ni2+、Pb2+和 Cu2+水溶液，棉花秸秆重金属离子吸附剂Cd2+、Ni2+、Pb2+和Cu2+吸附容量分别达到 46mg/g、40mg/g、65mg/g和52mg/g，120min达到吸附平衡。
而本发明实施例1制备的吸附剂对于Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附性能分别为662.9、248.8、110.1和94.9mg/g。针对同一种金属离子如Pb2+，本申请制备的吸附剂对其吸附容量达到662.9mg/g，而对比例1中吸附剂对其吸附容量仅为65mg/g。
另外，对比例1制备的粉末状秸秆吸附剂对重金属离子进行吸附后，不能通过简单的方法将这种粉末状的秸秆除去，需要借助离心、过滤等手段。本发明不仅制备出高吸附量的重金属离子吸附剂，而且借助交联剂使得粉末状秸秆交联，成为一个凝胶状秸秆，在水体净化后直接通过镊子这类简单工具就能取出，避免了繁琐的步骤。
实施例2
将小麦秸秆(WS)粉碎后用乙醇、丙酮对其进行超声处理清洗，置于烘箱中干燥。将干燥后的20g小麦秸秆(WS)浸入含有2-溴-2-甲基丙酰溴(40g)、三乙胺(40g)和DMSO(100g)组成的改性溶液中，在室温下搅拌12h，制备出2-溴-2-甲基丙酰溴改性的改性秸秆(代号为WS-Br)。将WS-Br清洗，去除残余反应物，置于烘箱中干燥。将干燥后的5g WS-Br浸入含有丙烯腈单体(13mL)、DMSO(30g)、MBA(0.5％，9mg)、 CuCl2(19mg，0.11mmol)和bpy(29μl)的Schlenk反应瓶中，通氮气除氧后，加入50mg 还原剂异辛酸亚锡，60℃反应40h，获得秸秆基水凝胶(WS-g-PAN)。
将上述制备的WS-g-PAN加入到盛有20mL DMAC、2g催化剂AlCl3·6H2O和30 mL二乙烯三胺的三口瓶中，通N2 30min，然后在90℃水浴持续反应8h，经洗涤干燥后得到吸附剂(代号为WS-g-APAN)。
取10mg上述吸附剂WS-g-APAN，置于20mL初始浓度为400mg/L的Pb2+，Cu2+， Zn2+和Ni2+的混合离子水溶液中，于37℃恒温振荡器充分吸附平衡后，WS-g-APAN 对Pb2+，Cu2+，Zn2+和Ni2+的吸附量分别为587.2、232.8、107.4和91.2mg/g。
实施例3
将水稻秸秆(RS)粉碎，清洗，置于烘箱中干燥。将干燥后的12g秸秆浸入含有 2-溴-2-甲基丙酰氯(48g)、吡啶(36g)和DMF(100g)的溶液中。将溶液在室温下搅拌12h，制备出2-溴-2-甲基丙酰氯改性的秸秆，其代号为RS-Cl。将RS-Cl清洗，去除残余反应物，置于烘箱中干燥。将2g RS-Cl浸入含有甲基丙烯腈单体(5mL)、DMF(30g)、 HAM(1％，0.4g)、CuCl2(19.0mg，0.11mmol)和TMPA(29μl)的Schlenk反应瓶中，通氮气除氧后，加入30mg还原剂异辛酸亚锡，60℃反应12h，获得RS-g-PMAN改性秸秆。
将上述制备的RS-g-PMAN加入到盛有20mL DMSO、2g催化剂AlCl3·6H2O和30mL三乙烯四胺的三口瓶中，通N2 30min后90℃水浴持续反应8h，经洗涤干燥后得到吸附剂，代号为RS-g-APMAN。
取10mg上述吸附剂，置于20mL初始浓度为400mg/L的Pb2+，Cu2+，Zn2+和 Ni2+的混合离子水溶液中，于37℃恒温振荡器充分吸附平衡后，RS-g-APMAN对Pb2+， Cu2+，Zn2+和Ni2+的吸附量分别为632.7、219.3、107.6和77.5mg/g。
实施例4
将玉米秸秆(CS)粉碎，清洗，置于烘箱中干燥。将干燥后的10g秸秆浸入含有 4-溴丁基氯酸(50g)、三乙胺(50g)和NMP(100g)的溶液中。将溶液在室温下搅拌12h，制备出4-溴丁基氯酸改性的秸秆，其代号为CS-Br。将CS-Br清洗，去除残余反应物，置于烘箱中干燥。将5g CS-Br浸入含有丙烯腈单体(5mL)、DMF(15g)、DVB(4％，0.4g)、CuBr2(25.0mg，0.11mmol)和Me6Tren(29μl)的Schlenk反应瓶中，通氮气除氧后，加入40mg还原剂异辛酸亚锡，60℃反应24h，获得CS-g-PAN改性秸秆。
将上述制备的CRS-g-PAN加入到盛有20mL DMSO、2g催化剂AlCl3·6H2O和 30mL二乙烯三胺的三口瓶中，通N2 30min后90℃水浴持续反应8h，经洗涤干燥后得到吸附剂，代号为CS-g-APAN。
取10mg上述吸附剂，置于20mL初始浓度为400mg/L的Pb2+，Cu2+，Zn2+和 Ni2+的混合离子水溶液中，于37℃恒温振荡器充分吸附平衡后，CS-g-APAN对Pb2+， Cu2+，Zn2+和Ni2+的吸附量分别为543.5、187.6、109.2和87.8mg/g。
实施例5
将小麦秸秆(WS)粉碎，清洗，置于烘箱中干燥。将干燥后的秸秆8g浸入含有2- 溴异丁酰溴(40g)、吡啶(40g)和DMF(100g)的溶液中。将溶液在室温下搅拌12h，制备出2-溴异丁酰溴改性的秸秆，其代号为WS-Br。将WS-Br清洗，去除残余反应物，置于烘箱中干燥。将5gWS-Br浸入含有甲基丙烯腈单体(13mL)、苯甲醚(25g)、 MBA(5％，0.58g)、CuBr2(25.0mg，0.11mmol)和4,4'-二壬基-2,2'-联吡啶(29μl)的 Schlenk反应瓶中，通氮气除氧后，加入30mg还原剂异辛酸亚锡，60℃反应48h，获得WS-g-PMAN改性秸秆。
将上述制备的WS-g-PMAN加入到盛有20mL DMF、2g催化剂AlCl3·6H2O和30 mL四乙烯五胺的三口瓶中，通N2 30min，然后在90℃水浴持续反应8h，经洗涤干燥后得到吸附剂，代号为WS-g-APMAN。
取10mg上述吸附剂WS-g-APMAN，置于20mL初始浓度为400mg/L的Pb2+， Cu2+，Zn2+和Ni2+的混合离子水溶液中，于37℃恒温振荡器充分吸附平衡后， WS-g-APMAN对Pb2+，Cu2+，Zn2+和Ni2+的吸附量分别为607.2、203.5、99.8和88.4 mg/g。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高效除去重金属离子的秸秆基水凝胶吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将秸秆粉末浸入改性溶液中进行改性，得到引发剂固定的改性秸秆；
（2）采用原子转移自由基聚合工艺在改性秸秆的表面接枝丙烯腈类聚合物，制备出丙烯腈类聚合物改性的秸秆基水凝胶；
（3）将秸秆基水凝胶加入胺化试剂中进行改性，制备出秸秆基水凝胶吸附剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的秸秆粉末是将水稻秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆中的至少一种经粉碎、清洗、烘干所得。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中改性溶液是由卤化试剂、碱和溶剂组成的混合液，其中秸秆粉末、卤化试剂和碱的质量比为1:1-5:1-5。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的卤化试剂为2-溴-2-甲基丙酰溴、2-溴异丁酰溴、2-溴-2-甲基丙酰氯、4-溴丁基氯酸中的至少一种；所述碱为有机弱碱；所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中原子转移自由基聚合工艺是指将改性秸秆干燥后加入溶剂中，再加入交联剂，然后加入丙烯腈类聚合物单体、催化剂和有机配体，充分搅拌；再通氮气排除空气，升温反应，丙烯腈类聚合物单体在改性秸秆表面发生接枝反应得秸秆基水凝胶。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述升温反应的终点是通过聚合物分子量来控制，其中聚合物分子量是通过凝胶色谱来测定；通入通氮气后再加入还原剂，所述的还原剂为异辛酸亚锡。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述丙烯腈类聚合物单体选自丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯-丙烯腈(St、AN)无规共聚中的一种；
所述的催化剂为氯化铜或溴化铜；
所述的有机配体为4,4'-二壬基-2,2'-联吡啶、2,2'-联吡啶、三(2-吡啶基甲基)胺、三(2-二甲氨基乙基)胺、五甲基二乙烯三胺中的一种；
所述的交联剂为二乙烯苯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种；
所述的溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮或苯甲醚；所述溶剂的质量为改性秸秆质量的5-15倍；
所述丙烯腈类聚合物单体、催化剂和有机配体的摩尔比1：300-1500：0.1-2：0.8-10。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述胺化试剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种。
9.一种如权利要求1所述的制备方法所制备的秸秆基水凝胶吸附剂。
10.根据权利要求9所述的秸秆基水凝胶吸附剂，其特征在于：所述秸秆基水凝胶吸附剂对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的最大吸附量分别为662.9 mg/g、248.8mg/g、110.1mg/g和94.9mg/g。
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