本發(fā)明公開了一種新型的吸附Hg²⁺樹脂及其制備方法，具體涉及用于含Hg²⁺污水處理、土壤及河流污染治理等方面，屬于環(huán)境功能材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

工業(yè)化和城市化的進程越來越快，工業(yè)污水、礦業(yè)廢水、城市污水等未經(jīng)有效處理直接向環(huán)境排放，從而導(dǎo)致水域的重金屬污染，同時，隨著這些水用于灌溉也污染了大量的耕地，目前，全國范圍內(nèi)重金屬離子的處理方法主要包括中和沉淀法、硫化物沉淀、化學(xué)還原法、電化學(xué)還原法、離子交換法、生物處理技術(shù)，但在實際應(yīng)用中上述方法都存在一定的局限性，中和沉淀法對低濃度的重金屬離子去除效果欠佳， 硫化物沉淀會產(chǎn)生H₂S等次級污染物，電化學(xué)去除法成本高，離子交換法投資大、占地面積大，生物處理技術(shù)處理周期太長等。

汞為銀白色的液態(tài)金屬，常溫下即可以蒸發(fā)。汞是電池、采礦等行業(yè)常用的重金屬之一，汞及其化合物可通過呼吸道、皮膚或消化道等不同途徑侵入人體。汞的毒性是積累的，需要很長時間才能表現(xiàn)出來。汞中毒以慢性為多見，主要發(fā)生在生產(chǎn)活動中，長期吸入汞蒸氣和汞化合物粉塵所致。以精神-神經(jīng)異常、齒齦炎、震顫為主要癥狀。大劑量汞蒸氣吸入或汞化合物攝入即發(fā)生急性汞中毒。本文以雙氧水和羧甲基馬鈴薯淀粉為原料，采用一鍋法合成一種適用于吸附與去除Hg²⁺的新型功能高分子材料，主要特點為樹脂結(jié)構(gòu)呈三維網(wǎng)絡(luò)型，具有可容納Hg²⁺的交聯(lián)位點；含有-COOH、-COONa等基團，可以與Hg²⁺發(fā)生絡(luò)合作用；比表面積大，有利于快速吸附。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種工藝簡單、合成成本低、吸附與去除Hg²⁺能力強的新型樹脂產(chǎn)品及其制備方法。

其方法及步驟如下：

（1）將羧甲基馬鈴薯淀粉與去離子水、30%的雙氧水按1:6～15：0.04～0.8的質(zhì)量比混合，然后在30-60℃下氧化0.5-3h；稱取羧甲基馬鈴薯淀粉質(zhì)量3～12倍的丙烯酸，稱取丙烯酸質(zhì)量0.11-0.444倍的氫氧化鈉，以NaOH質(zhì)量3～12倍的去離子水溶解上述氫氧化鈉；在冰水浴冷卻下用上述氫氧化鈉溶液中和丙烯酸。

（2）將上述氧化后的羧甲基馬鈴薯淀粉溶液與用氫氧化鈉中和后制得的丙烯酸及其鈉鹽溶液充分混合，加入含有羧甲基馬鈴薯淀粉質(zhì)量0.04～0.24%的N，N＇-亞甲基雙丙烯酰胺做交聯(lián)劑，攪拌使之均勻，通入氮氣，緩慢加熱，使反應(yīng)體系溫度逐步升高，待聚合反應(yīng)開始后，停止攪拌，繼續(xù)緩慢升溫，在80℃下保溫2h，經(jīng)烘干、粉碎即得吸附Hg²⁺樹脂。

本發(fā)明的優(yōu)點：

（1）羧甲基馬鈴薯淀粉水溶性強，樹脂的制備不需要糊化過程；

（2）本發(fā)明首次采用一鍋法合成吸附Hg²⁺樹脂，工藝簡單、易于操作。

（3）合成樹脂時無需額外加入引發(fā)劑即可聚合，不會引入雜質(zhì)，成本低。

（4）過氧化氫分解產(chǎn)物為水和氧氣，無污染，同時所得產(chǎn)品性能優(yōu)異。

（5）該產(chǎn)品在濃度為1ppb時吸附Hg²⁺的量為4.96ug/g，去除率高達99.7%。

附圖說明

圖1 羧甲基馬鈴薯淀粉合成吸附Hg²⁺樹脂的工藝流程圖

圖2是羧甲基馬鈴薯淀粉與單體配比對Hg²⁺吸附量的影響曲線

圖3是丙烯酸的中和度對Hg²⁺吸附量的影響曲線

圖4是交聯(lián)劑的用量對Hg²⁺吸附量的影響曲線

圖5是反應(yīng)體系總水量對Hg²⁺吸附量的影響曲線

圖6是吸附Hg²⁺樹脂的合成條件的正交實驗結(jié)果。

具體實施方式

實施例1：稱取5g羧甲基馬鈴薯淀粉與20ml去離子水混合均勻，加入6ml30%的雙氧水在50℃下氧化1h,量取50g(47.62ml)丙烯酸，稱取氫氧化鈉13.8g溶解于20ml去離子水中，用上述制得的NaOH溶液在冰水浴冷卻下中和丙烯酸，將中和好的丙烯酸及其鈉鹽溶液與氧化后的羧甲基馬鈴薯淀粉溶液充分混合均勻，加入4ml濃度為2.5mg/mL的N，N＇-亞甲基雙丙烯酰胺溶液,在N₂保護下，緩慢加熱使體系溫度逐步升高，待聚合反應(yīng)開始后停止攪拌，繼續(xù)緩慢升溫，在80℃下保溫2h,產(chǎn)物經(jīng)烘干、粉碎即得產(chǎn)品，由本實施例所制得的產(chǎn)品對Hg²⁺的吸附量為4.85ug/g，去除率為98.8%。

實施例2：經(jīng)L₉ (3⁴) 正交實驗得到了合成吸附Hg²⁺樹脂的最佳條件，具體實施例如下：

稱取5g羧甲基馬鈴薯淀粉與20ml去離子水混合均勻，加入6ml雙氧水在50℃下氧化1h,量取50g(47.62ml)丙烯酸，稱取氫氧化鈉13.8g溶解于20ml去離子水，用上述制得的氫氧化鈉溶液在冰水浴冷卻下中和丙烯酸，將中和好的丙烯酸及其鈉鹽溶液與氧化后的羧甲基馬鈴薯淀粉溶液充分混合均勻，加入4.8ml濃度為2.5mg/mL的N，N＇-亞甲基雙丙烯酰胺溶液,在N₂保護下，緩慢加熱使體系溫度逐步升高，待聚合反應(yīng)開始后，停止攪拌，繼續(xù)緩慢升溫，在80℃下保溫2h,經(jīng)烘干、粉碎即得產(chǎn)品，由本實施例所制得的產(chǎn)品在Hg²⁺濃度為1ppb時對Hg²⁺吸附量為4.96ug/g，去除率為99.7%。