CN111359594A - 一种硼酸吸附材料及制备方法 - Google Patents

一种硼酸吸附材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111359594A
CN111359594A CN202010198569.9A CN202010198569A CN111359594A CN 111359594 A CN111359594 A CN 111359594A CN 202010198569 A CN202010198569 A CN 202010198569A CN 111359594 A CN111359594 A CN 111359594A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boric acid
solution
cationic polymer
adsorption
lignosulfonate
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.)
Granted
Application number
CN202010198569.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111359594B (zh
Inventor
夏南南
孔凡功
荆壬
张慧亚
胡自豪
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.)
Qilu University of Technology
Original Assignee
Qilu University of 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 Qilu University of Technology filed Critical Qilu University of Technology
Priority to CN202010198569.9A priority Critical patent/CN111359594B/zh
Publication of CN111359594A publication Critical patent/CN111359594A/zh
Priority to AU2020103503A priority patent/AU2020103503A4/en
Application granted granted Critical
Publication of CN111359594B publication Critical patent/CN111359594B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • 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
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • 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
    • C02F2101/108—Boron compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硼酸吸附材料，其特征在于,其原料包括如下重量配比的组分：单宁酸：1～5份；木质素磺酸盐：1～5份；阳离子聚合物0.05～0.5份。本发明将生物质材料木素作为载体，单宁酸作为吸附功能单体，阳离子聚合物作为中间体，采用自组装的方式，将三者交联在一起，制备一种生物基硼酸吸附材料。这种吸附材料具有一定的纳米孔结构，碱性条件下，周围环境中的硼酸可以流入孔结构，接触材料内茶多酚表面的邻苯二酚，从而生成硼酸酯，达到吸附硼酸的目的，而酸性条件下，这种硼酸酯可以发生解离，从而达到吸脱附硼酸，有效分离硼酸的目的。

Description

一种硼酸吸附材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种硼酸吸附材料及制备方法。
背景技术
近年来，随着淡水资源的污染以及人类对淡水资源日益增长的需求，海水淡化成为解决上述问题的重要措施之一。在海水淡化过程中，脱盐率是一个重要的衡量指标，其方法主要包括冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法以及离子交换法等，通过以上方法的单一或混合使用，可以去除海水中的大部分二价盐，然而由于海水中的硼酸浓度较低，并且其分子直径较小，很难通过以上方法降到《生活饮用水卫生标准》0.5mg/L的要求，而且适当的硼酸有利于植物生长以及人类身体健康，因此，海水淡化过程中，去除过量硼酸并加以回收，是同时满足海水淡化及人类需求的重要途径。
硼酸是弱酸，25℃时，其酸度系数PKa为9.24，在大于8.0的碱性海洋环境中，通常会与水的氢氧根结合，以B(OH)4的形式存在。现有研究报导中，较为有效的硼酸去除方法主要吸附法。吸附法，是利用具有多孔性，比表面积大的固体吸附剂将溶液中的一种或多种组分吸附在吸附剂表面或微孔内的一种吸附分离方法，主要包括物理吸附，化学吸附或两者的结合，显然，由于物理吸附法是通过吸附剂与吸附质之间的范德华引力吸引吸附质，因此存在吸附选择性低的缺点，因此并不能同时满足海水淡化除硼及回收的要求，而化学吸附法是通过吸附质和吸附剂之间的化学反应将吸附质固定在吸附剂表面，因此吸附选择性高，再通过一定的方法对其分离，便可同时达到吸附与回收的双重目的。目前，采用化学吸附分离回收硼酸较为有效的方法是也是利用硼酸在碱性海水中的存在形式，使其与吸附剂表面负载的邻羟基发生酯化反应进行，并通过酸性调节使其解离，达到回收的目的。其骨架材料包括环糊精，生物质碳气凝胶，单宁酸凝胶，改性活性炭，聚丙烯腈纳米纤维或膜，有机纳米材料等，以上吸附剂对硼酸的吸附量最高可以达到35.1mg/g。然而，上述吸附剂合成工艺较为复杂，难以满足大批量海水淡化的要求，并且吸附剂制备过程中由于提纯，分离等过程可能会对环境造成二次污染，因此，这就对海水淡化吸附材料提出更高的要求。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)。
为解决上述技术问题，本发明的首要目的是，提供一种硼酸吸附材料，其原料包括如下重量配比的组分：
单宁酸：1～5份；木质素磺酸盐：1～5份；阳离子聚合物0.05～0.5份。
优选的，所述阳离子聚合物为表面含有正电荷的化合物。
优选的，所述阳离子聚合物为阳离子聚丙烯酰胺或壳聚糖。
优选的，所述阳离子聚丙烯酰胺溶解在4％的乙醇水溶液中，浓度为2‰。
优选的，所述壳聚糖溶解在5％的醋酸水溶液中，浓度为1.6％。
优选的，所述单宁酸，木质素磺酸盐和阳离子聚合物的用量为绝干用量。
本发明的又一目的是提供一种如上所述的硼酸吸附材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.将单宁酸和木质素磺酸盐分别溶于蒸馏水中，完全溶解后混合，搅拌至均匀；
S2.向混合溶液中加入阳离子聚合物溶液，搅拌至出现大量絮凝状物质并且不再增加为止；
S3.静置2h；
S4.去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min；
S5.去除上层清液，将沉淀物用清水洗涤3次；
S6.真空冷冻干燥48h。
优选的，混合温度为25℃。
优选的，所述阳离子聚合物溶液为阳离聚丙烯酰胺溶液。
优选的，所述阳离子聚合物溶液为逐滴加入。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
1、现有吸附剂对硼酸的吸附主要针对高浓吸附，并且吸附材料本身及制备过程未达到绿色环保的要求，本发明利用生物质资源作为基质材料，水作为制备过程反应溶剂或分散剂，有效解决了上述问题。
2、本发明根据海水中的硼酸浓度范围，达到有效吸附低浓硼酸的目的。
3、在众多生物质资源中，由于单宁酸中的邻苯二酚结构，可与硼酸在碱性条件下反应生成硼酸酯，因此可作为吸附硼酸的功能单体(图1)，然而单一的单宁酸吸附硼酸后难与水分离，因此并不能达到海水淡化过程中对硼酸吸附材料的综合要求。由于木质素是三种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子，其与单宁酸表面均显示负电荷，因此，如果采用一种阳离子聚合物将三者通过静电作用结合在一起，在单宁酸发挥吸附功能单体的条件下，木素作为载体，不仅可以使聚合物达到较高的吸附硼酸的目的，而且吸附后可以达到有效的分离回收。
4、本发明将生物质材料木质素作为载体，单宁酸作为吸附功能单体，阳离子聚合物作为中间体，采用自组装的方式，将三者交联在一起，制备一种生物基硼酸吸附材料。这种吸附材料具有一定的纳米孔结构，碱性条件下，周围环境中的硼酸可以流入孔结构，接触材料内茶多酚表面的邻苯二酚，从而生成硼酸酯，达到吸附硼酸的目的，而酸性条件下，这种硼酸酯可以发生解离，从而达到吸脱附硼酸，有效分离硼酸的目的。
5、本发明使用的木质素磺酸盐是一种生物质资源，具有廉价可再生的特点。
说明书附图
图1为邻苯二酚对硼酸的吸附机理。
图2为生物基硼酸吸附材料的扫描电镜图。
图3为单宁酸单独吸附硼酸。
具体实施方式
本发明中采用购买市售商品所得。下面对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种硼酸吸附材料，其原料包括如下重量配比的组分：
单宁酸：1～5份；木质素磺酸盐：1～5份；阳离子聚合物0.05～0.5份。
作为具体实施例的改进，所述阳离子聚合物为表面含有正电荷的化合物。
作为具体实施例的改进，所述阳离子聚合物为阳离子聚丙烯酰胺或壳聚糖。
作为具体实施例的改进，所述阳离子聚丙烯酰胺溶解在4％的乙醇水溶液中，浓度为2‰。
作为具体实施例的改进，所述壳聚糖溶解在5％的醋酸水溶液中，浓度为1.6％。
作为具体实施例的改进，所述单宁酸，木质素磺酸盐和阳离子聚合物的用量为绝干用量。
本发明还提供一种如上所述的硼酸吸附材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.将单宁酸和木质素磺酸盐分别溶于蒸馏水中，完全溶解后混合，搅拌至均匀；
S2.向混合溶液中加入阳离子聚合物溶液，搅拌至出现大量絮凝状物质并且不再增加为止；
S3.静置2h；
S4.去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min；
S5.去除上层清液，将沉淀物用清水洗涤3次；
S6.真空冷冻干燥48h。
作为具体实施例的改进，混合温度为25℃。
作为具体实施例的改进，所述阳离子聚合物溶液为阳离聚丙烯酰胺溶液。
作为具体实施例的改进，所述阳离子聚合物溶液为逐滴加入。
将一定量单宁酸和木质素磺酸盐分别溶于蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，配成一定质量浓度的溶液，然后将其混合，在机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上混合溶液中逐滴加入阳离聚丙烯酰胺溶液，继续搅拌，待混合溶液中逐渐出现絮凝状物质并且不再增加为止。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，即生物基硼酸吸附材料。所述阳离子聚合物主要为阳离子聚丙烯酰胺，或壳聚糖等表面含有正电荷的化合物。阳离子聚丙烯酰胺中含有大量的季铵盐，本身显正电荷，而壳聚糖中含有大量胺基，胺基在水溶液中溶解接收质子，从而显正电荷。阳离子聚丙烯酰胺或壳聚糖，在使用前均需溶解，阳离子聚丙烯酰胺溶解在4％的乙醇水溶液中，壳聚糖溶解在5％的醋酸水溶液中，其阳离子聚丙烯酰胺的浓度为2‰，壳聚糖的浓度为1.6％。单宁酸，木质素磺酸盐和阳离子聚合物的绝干用量比分别为：
单宁酸：1～5份；
木素磺酸盐：1～5份；
阳离子聚丙烯酰胺或壳聚糖：0.05～0.5份。
单宁酸，木素磺酸盐和阳离子聚丙烯酰胺的搅拌速率为200r/min～500r/min。
通过单宁酸，木素磺酸盐和阳离子聚合物三者之间的静电作用，在水溶液中进行组装，生成具有一定孔结构的生物基复合硼酸吸附材料，这种材料内含有大量的邻苯二酚结构，将其浸泡在硼酸溶液中后，硼酸浸渍到材料内部，与邻苯二酚结合，生成硼酸酯，此时，吸附作用的产生，促使材料内部膨胀，暴露出更多的邻苯二酚结构，增加其与硼酸的接触几率，从而达到高效吸附的目的。如图2所示，(上左)木素，(上右)阳离子聚丙烯酰胺，(下左)单宁酸和(下右)组装后的生物基材料，白线代表200nm。从图中可以明显的观察到，木素，阳离子聚丙烯酰胺及单宁酸表面并没有明显的孔结构，而经过组装后，形成明显的纳米孔结构，木素和单宁酸中的负电荷与阳离子聚丙烯胺中的正电荷之间可以形成有序的组装过程，并组装成大量的的纳米孔结构。本发明所制备硼酸吸附材料，不仅克服现有硼酸吸附材料合成工艺复杂，吸附量低，低浓硼酸去除量低，难以满足大批量海水淡化要求等的缺陷，而且为生物质资源的开发利用提供新的途径。
具体实施例
分别将阳离子聚丙烯酰胺用4％的乙醇溶液配制成质量浓度为2‰的溶液，将壳聚糖用5％的醋酸溶液配制成质量浓度为1.6％的溶液，用于生物基硼酸吸附材料的制备。
实施例1
取2g分子量为20万的阳离子聚丙烯酰胺，在200r/min转速下将其缓慢溶于1000mL4％的乙醇溶液中，得到质量浓度为2‰的阳离子聚丙烯酰胺溶液，备用。
分别取1g单宁酸和1g木质素磺酸盐分别溶于200mL蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，然后将其混合，在200r/min机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上混合溶液中逐滴加入配制好的阳离聚丙烯酰胺0.05g，继续在此转速下搅拌2h。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，即生物基硼酸吸附材料。
实施例2
取2g分子量为200万的阳离子聚丙烯酰胺，在200r/min转速下将其缓慢溶于1000mL 4％的乙醇溶液中，得到质量浓度为2‰的阳离子聚丙烯酰胺溶液，备用。
分别取2g单宁酸和10g木质素磺酸盐分别溶于200mL蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，然后将其混合，在300r/min机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上混合溶液中逐滴加入配制好的阳离聚丙烯酰胺0.5g，继续在此转速下搅拌2h。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，即生物基硼酸吸附材料。
实施例3
取16g脱乙酰度为95％的壳聚糖，在200r/min转速下将其缓慢溶于1000mL质量浓度为5％的醋酸溶液中，得到质量浓度为1.6％的壳聚糖溶液，备用。
分别取10g单宁酸和2g木质素磺酸盐分别溶于200mL蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，然后将其混合，在500r/min机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上混合溶液中逐滴加入配制好的壳聚糖0.3g，继续在此转速下搅拌2h。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，即生物基硼酸吸附材料。
实施例4
如实施例3所示，取16g脱乙酰度为95％的壳聚糖，在200r/min转速下将其缓慢溶于1000mL质量浓度为5％的醋酸溶液中，得到质量浓度为1.6％的壳聚糖溶液，备用。
分别取3g单宁酸和3g木质素磺酸盐分别溶于200mL蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，然后将其混合，在400r/min机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上混合溶液中逐滴加入配制好的壳聚糖0.4g，继续在此转速下搅拌2h。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，即生物基硼酸吸附材料。
实施例5
阳离子聚丙烯酰胺溶液的配制方法如实施例1所示。
取1g木质素磺酸盐分别溶于200mL蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，并在200r/min机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上木素溶液中逐滴加入配制好的阳离聚丙烯酰胺0.05g，继续在此转速下搅拌2h。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，基木素基吸附材料。
实施例6
阳离子聚丙烯酰胺溶液的配制方法如实施例2所示。
取5g木质素磺酸盐溶于200mL蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，在300r/min机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上溶液中逐滴加入配制好的阳离聚丙烯酰胺0.05g，继续在此转速下搅拌2h。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，即木素基吸附材料。
实施例7
壳聚糖溶液的配制方法如实施例3所示。
取2g木质素磺酸盐溶于200mL蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，在500r/min机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上溶液中逐滴加入配制好的壳聚糖0.5g，继续在此转速下搅拌2h。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，即木素基吸附材料。
实施例8
壳聚糖溶液的配制方法如实施例4所示。
取3g木质素磺酸盐溶于200mL蒸馏水中，25℃条件下搅拌均匀，使其完全溶解，在400r/min机械搅拌作用下搅拌均匀，向以上混合溶液中逐滴加入配制好的壳聚糖0.4g，继续在此转速下搅拌2h。将产物沉淀静置2h，去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min，继续去除上层清液，再将沉淀物用清水反复洗涤3次，并进行真空冷冻干燥48h，得到最终产物，即木素基吸附材料。
将实施例1～实施例4所制备生物基材料分别进行硼酸吸附材料和脱附实验，具体实验结果如表1所示：
表1不同材料对硼酸的吸附和脱附效果
样品 对硼酸的吸附量(mg/g) 脱附率
实施例1 53.4 90％
实施例2 77.6 91％
实施例3 49.8 89％
实施例4 50.3 88％
实施例5 2.0
实施例6 3.5
实施例7 4.6
实施例8 3.8
从以上数据可以看出，相比于木素单独组装后的材料，木素-单宁酸-阳离子聚合物组装后的聚合物具有较高的硼酸吸附功能。
以上实验所采用吸附和脱附具体过程如下所示：
吸附过程：
取0.3g上述所制备生物基吸附材料置于300mL500g/L的硼酸溶液中，并在恒温振荡器中进行吸附，用0.5mol/LNaOH调节硼酸溶液pH＝9，25℃条件下吸附反应2h，采用甲亚胺-H法测定硼酸在415nm紫外-可见光下的吸光度，进而测定不同条件下吸附材料对硼酸的吸附，并计算硼酸吸附材料量，同时与木素单独吸附硼酸的量进行对比。
A＝V(C0-C)/1000G
其中：
A-生物基材料对硼酸的吸附量，mg/g；
V-硼酸溶液体积，mL；
C0-吸附前硼酸浓度，mg/L；
C-吸附后硼酸浓度，mg/L。
G-吸附材料用量，g；
脱附过程：
吸附反应结束后，测定吸附材料吸附量，然后将其置于300mL用0.5mol/L HCl所调节的pH＝4的水溶液中，25℃恒温振荡器中脱附反应30min后，测定溶液中硼酸的浓度，并计算脱附率，计算公式为：
E％＝(CV/A)×100％
其中，C-脱附溶液中硼酸的浓度，mg/g；
V-脱附溶液体积，mL；
A-吸附材料对硼酸的吸附量，mg/m2。
为了证明木素在木素-单宁酸-阳离子聚合物组装生物基吸附材料中所发挥的载体作用，本发明取1g单宁酸，将其溶于500mg/L硼酸溶液中，并调节pH值至9，结果如图3所示。从图中可以看出，当单宁酸单独吸附硼酸后，硼酸溶液变浑浊，这种浊液很难通过简单的方法将其分离。因此，木素在吸附材料中的载体作用尤其重要。
由于海洋环境中硼酸浓度较低，因此本发明采用测定吸附率的方法，验证所制备吸附材料对低浓硼酸的去除率，具体方法如上所示，除将硼酸初始浓度改为10mg/L外，其他条件不变，其中硼酸去除率的计算方法为：
A％＝[V(C0-C)-V(C0-C1)]/VC0
其中：
A-生物基材料对硼酸的吸附量，mg/g；
V-硼酸溶液体积，mL；
C0-吸附前硼酸浓度，mg/L；
C-吸附后硼酸浓度，mg/L。
C1-木素单独吸附硼酸后的浓度，mg/L；
实验结果如表2所示：
表2不同材料对低浓硼酸的去除率
样品 对硼酸的去除率(％) 硼酸残余浓度(mg/L)
实施例1 97 0.3
实施例2 96 0.4
实施例3 96 0.4
实施例4 96 0.4
实施例5 6.2 9.4
实施例6 7.1 9.3
实施例7 7.2 9.3
实施例8 6.5 9.4
由此可见，吸附后，经木素-单宁酸和阳离子聚合物组装后的材料对低浓硼酸具有较高的去除效果，处理后溶液中剩余硼酸的浓度均小于0.5mg/L，达到生活饮用水的标准。而木素单独作用时，对硼酸的去除效果较低，这充分说明本发明所述生物基吸附材料在吸附硼酸中的优势。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硼酸吸附材料，其特征在于,其原料包括如下重量配比的组分：
单宁酸：1～5份；木质素磺酸盐：1～5份；阳离子聚合物0.05～0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种硼酸吸附材料，其特征在于,所述阳离子聚合物为表面含有正电荷的化合物。
3.根据权利要求1所述的一种硼酸吸附材料，其特征在于,所述阳离子聚合物为阳离子聚丙烯酰胺或壳聚糖。
4.根据权利要求3所述的一种硼酸吸附材料，其特征在于,所述阳离子聚丙烯酰胺溶解在4％的乙醇水溶液中，浓度为2‰。
5.根据权利要求3所述的一种硼酸吸附材料，其特征在于,所述壳聚糖溶解在5％的醋酸水溶液中，浓度为1.6％。
6.根据权利要求1所述的一种硼酸吸附材料，其特征在于,所述单宁酸，木质素磺酸盐和阳离子聚合物的用量为绝干用量。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的硼酸吸附材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.将单宁酸和木质素磺酸盐分别溶于蒸馏水中，完全溶解后混合，搅拌至均匀；
S2.向混合溶液中加入阳离子聚合物溶液，搅拌至出现絮凝状物质并且不再增加为止；
S3.静置2h；
S4.去除上层清液，将沉淀物在5000r/min的条件下离心分离5min；
S5.去除上层清液，将沉淀物用清水洗涤3次；
S6.真空冷冻干燥48h。
8.如权利要求7所述的硼酸吸附材料的制备方法，其特征在于,混合温度为25℃。
9.如权利要求7所述的硼酸吸附材料的制备方法，其特征在于步骤S2中,所述阳离子聚合物溶液为阳离聚丙烯酰胺溶液。
10.如权利要求7所述的硼酸吸附材料的制备方法，其特征在于步骤S2中,所述阳离子聚合物溶液为逐滴加入。
CN202010198569.9A 2020-03-19 2020-03-19 一种硼酸吸附材料及制备方法 Active CN111359594B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010198569.9A CN111359594B (zh) 2020-03-19 2020-03-19 一种硼酸吸附材料及制备方法
AU2020103503A AU2020103503A4 (en) 2020-03-19 2020-11-18 Boric acid adsorbent material and preparation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010198569.9A CN111359594B (zh) 2020-03-19 2020-03-19 一种硼酸吸附材料及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111359594A true CN111359594A (zh) 2020-07-03
CN111359594B CN111359594B (zh) 2022-10-28

Family

ID=71200509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010198569.9A Active CN111359594B (zh) 2020-03-19 2020-03-19 一种硼酸吸附材料及制备方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111359594B (zh)
AU (1) AU2020103503A4 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113750969A (zh) * 2021-09-14 2021-12-07 武汉大学 一种单宁酸-生物质炭复合材料及其制备方法和应用
CN113842897B (zh) * 2021-10-23 2024-01-09 河南农业大学 一种吸附有机染料的环糊精聚合物制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140055205A (ko) * 2012-10-30 2014-05-09 주식회사 파마리서치프로덕트 폴리데옥시리보뉴클레오타이드 함유 점성 점안제 조성물 및 이의 제조방법
CN104624178A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 东北林业大学 一种重金属离子吸附剂聚乙烯亚胺-木质素磺酸钠的制备方法
CN105056777A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 宁波大学 一种木质素交联改性聚合物分离膜及其用途
CN107574721A (zh) * 2017-10-27 2018-01-12 齐鲁工业大学 一种具有吸脱附硼酸功能的滤纸及其制备方法
CN107876032A (zh) * 2017-12-27 2018-04-06 齐鲁工业大学 一种木素基金属离子吸附材料及其制备方法
CN110734166A (zh) * 2019-12-02 2020-01-31 中国海洋石油集团有限公司 一种海水高效淡化及综合利用的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140055205A (ko) * 2012-10-30 2014-05-09 주식회사 파마리서치프로덕트 폴리데옥시리보뉴클레오타이드 함유 점성 점안제 조성물 및 이의 제조방법
CN104624178A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 东北林业大学 一种重金属离子吸附剂聚乙烯亚胺-木质素磺酸钠的制备方法
CN105056777A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 宁波大学 一种木质素交联改性聚合物分离膜及其用途
CN107574721A (zh) * 2017-10-27 2018-01-12 齐鲁工业大学 一种具有吸脱附硼酸功能的滤纸及其制备方法
CN107876032A (zh) * 2017-12-27 2018-04-06 齐鲁工业大学 一种木素基金属离子吸附材料及其制备方法
CN110734166A (zh) * 2019-12-02 2020-01-31 中国海洋石油集团有限公司 一种海水高效淡化及综合利用的方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2020103503A4 (en) 2021-01-28
CN111359594B (zh) 2022-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103041787B (zh) 交联壳聚糖-二氧化锰复合吸附材料的制备方法
ES2557497T3 (es) Purificación regenerativa de una corriente de biomasa pretratada
CN108325506B (zh) 一种吸附重金属的改性纤维素气凝胶的制备方法
CN109174023B (zh) 一种纳米纤维素交联石墨烯/壳聚糖气凝胶及其制备方法、应用
Liu et al. Mussel-inspired dual-crosslinked polyamidoxime photothermal hydrogel with enhanced mechanical strength for highly efficient and selective uranium extraction from seawater
CN111359594B (zh) 一种硼酸吸附材料及制备方法
CN101733074A (zh) 膜式生物吸附介质的制备方法
CN111266088B (zh) 一种用于处理含酚废水的高效多孔吸附剂及其制备方法
WO2016008396A1 (zh) 一种高交换容量双功能基阴离子交换树脂及其合成方法
CN103570948A (zh) 一种表面接枝β-环糊精的多孔材料的制备方法及应用
CA3127968C (en) Amphoteric biomass-based hyperbranched adsorption material to multiple heavy metal ions and preparation method and use thereof
CN111229179A (zh) 一种木质素基阴离子染料吸附剂及其制备方法和应用
CN112535955B (zh) 一种脱色膜及其制备方法和应用
CN107473217A (zh) 一种葵花籽壳活性炭的制备方法及应用
CN108355621B (zh) 一种磁性多孔膨润土壳聚糖复合微球及其制备方法
CN100556876C (zh) 回收低浓度甜水中甘油的硼酸化树脂络合-蒸馏集成工艺
Xu et al. Preparation and optimization of porous regenerated cellulose microspheres from cellulose tetraethyl-ammonium/urea solution for adsorption of cationic methylene blue dy
CN102115921B (zh) 一种糖基化纳米纤维膜及其制备方法和应用
CN105295059A (zh) 一种固载阳离子化β-环糊精的氯甲基化聚苯乙烯聚合物及吸附回收工业废水中酚类的方法
CN101249424A (zh) 一种固化单宁大孔吸附树脂及其制备方法
CN107574721B (zh) 一种具有吸脱附硼酸功能的滤纸及其制备方法
CN100384798C (zh) 一种超净高纯醇类试剂的制备方法
CN101775089B (zh) 一种含双官能团的吸硼树脂
CN111921505B (zh) 邻二醇功能化大孔通孔材料及其制备方法和硼酸吸附应用
CN107159165A (zh) 水杨酸功能化硼螯合吸附剂的制备和制备得到的产品及其应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant