一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法及應(yīng)用，其制備方法包括：將用去離子水浸泡的葡聚糖凝膠，迅速冷凍，用NaOH溶液處理；再用環(huán)氧氯丙烷環(huán)氧化，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠；然后，碳酸鈉、乙二胺、無(wú)水乙醇、環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠，于60±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)2~4h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，真空干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠。本發(fā)明具有制備方法簡(jiǎn)單，比表面積大，含乙二胺基數(shù)量多，吸附重金屬的吸附容量高，葡聚糖凝膠具有質(zhì)輕價(jià)廉、穩(wěn)定性好、可降解和環(huán)境友好等特點(diǎn)；該發(fā)明提供的吸附劑用于廢水中重金屬處理和分析化學(xué)中重金屬的分離富集效果優(yōu)良。
【專利說(shuō)明】一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法及在水處理中對(duì)重金屬離子吸附的應(yīng)用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，全球的環(huán)境污染日益加劇，環(huán)境保護(hù)及環(huán)境治理問(wèn)題越來(lái)越收到社會(huì)各界的重視。污染環(huán)境水質(zhì)的重要污染源之一是工業(yè)廢水中重金屬離子，重金屬?gòu)U水主要來(lái)源于機(jī)械加工、礦山開(kāi)采、有色金屬的冶煉和化工企業(yè)。重金屬污染與其它污染物相比，有其獨(dú)特性。一是具有毒害性，可以引起中毒、致癌等；二是具有欺騙性，多數(shù)重金屬?gòu)U水是無(wú)色透明的，不了解的會(huì)把含重金屬?gòu)U水當(dāng)成清潔水，有的農(nóng)民直接灌溉，有的牲畜直接飲用，在動(dòng)物體內(nèi)富集嚴(yán)重可引起中毒；三是具有富集性，重金屬能通過(guò)食物鏈成倍富集，最后進(jìn)入人體，在人體內(nèi)不能被分解與排泄；四是在治理上具有長(zhǎng)期性，水體和土壤一旦被重金屬污染，治理難度大，周期很長(zhǎng)；五是重金屬離子在水中和土壤中不能被分解。因此，除去水中的重金屬離子具有十分重要的意義。目前處理重金屬?gòu)U水的方法有化學(xué)沉淀法、電解法、離子浮選法、離子交換法、電滲析法、溶劑萃取法、吸附法等。傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)大多存在處理劑使用量大、價(jià)格貴、反應(yīng)不宜控制、反應(yīng)速度慢、殘?jiān)灰追蛛x，有些處理劑的使用還會(huì)造成二次污染等不足之處。而吸附法因其材料易得，價(jià)格合理、分離后的重金屬容易分離，除去效果好、吸附劑可反復(fù)使用、穩(wěn)定而受到環(huán)境化學(xué)工作者的青睞，在水處理領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]葡聚糖凝膠是具有多孔性三度空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，屬于軟性凝膠，其微孔能吸入大量溶劑，比表面積大，葡聚糖含有親水性，還帶有豐富的配位基、很容易進(jìn)行化學(xué)改性，葡聚糖凝膠是由葡萄糖發(fā)酵而制得的，屬于天然高分子，可以生物降解，來(lái)源豐富綠色環(huán)保，可反復(fù)使用。國(guó)內(nèi)在1986年王啟超等(分析化學(xué)，1986，14(8)，584~586)首次將巰基連接到葡聚糖凝膠上合成巰基葡聚糖凝膠用于金屬離子分離富集，巰基葡聚糖凝膠對(duì) Hg2+、Cu2+、Ag+、Sb3+ 的`最大吸附容量分別為 72.2mg/g、20.48 mg/g、75.6 mg/g、35.38 mg/g°
[0004]眾所周知，乙二胺是一種氨羧絡(luò)合劑，對(duì)重金屬離子(如銻、鉍、鎘、鈷、銅、汞、銀及鈾)有較強(qiáng)的螯合能力。纖維素、淀粉、殼聚糖等有機(jī)高分子材料乙二胺改性及其應(yīng)用已有報(bào)道，如:乙二胺改性淀粉GMA共聚物對(duì)Pb ( II )的吸附性能，其對(duì)鉛離子吸附容量為0.481mol/g,(謝國(guó)仁等，化工學(xué)報(bào)，2011，62 (4):970~975);乙二胺螯合棉纖維的制備及吸附性能研究，其對(duì)Cu2+、Cd2+的吸附容量分別5.15 mg/g、4.96 mg/g，(連紅芳等，化工環(huán)保，2004，24 (增刊):368~370);乙二胺改性殼聚糖對(duì)Cu ( II )的吸附，(葛華才等，廣東化工，21012，
39(13):181~182);乙二胺硅膠復(fù)合材料對(duì)Zn2+的吸附特性，(范忠雷等，應(yīng)用化學(xué)，2010，27 (11):1260-1363);乙二胺改性聚合物磁性微球吸附Co2+，其對(duì)鈷離子的最大吸附量達(dá)到50.0 mg/g,(莊建平等，化學(xué)工程與裝備，2011，(9): 12~15);乙二胺螯合細(xì)菌纖維素的制備及其吸附Cu2+研究，其對(duì)Cu2+的吸附容量為8.68 mg/g,(馬波等，工業(yè)水處理，2009，29(7):6(T62);這些乙二胺改性的高分子材料其對(duì)重金屬離子吸附效果都比較好，但它的機(jī)械性能比較差，在廢水處理中很難回收，反復(fù)使用率低等缺點(diǎn)。將乙二胺官能團(tuán)修飾無(wú)機(jī)材料也有相關(guān)報(bào)道，如:鹽酸萘乙二胺改性膨潤(rùn)土對(duì)結(jié)晶紫的吸附研究，(馬同森等，河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011,41 (6):583~587);乙二胺改性的無(wú)機(jī)材料的機(jī)械性能要比高分材料的優(yōu)良，但在廢水中不容易回收，排放廢水容易帶走。
[0005]葡聚糖凝膠在水中充分浸泡活化、冷凍、堿化、乙二胺改性制備乙二胺基多孔葡聚糖凝膠，由于多孔葡聚糖凝膠具有較大的比表面積，所以連接更多乙二胺基團(tuán)，它即具有無(wú)機(jī)材料的機(jī)械性能好的優(yōu)點(diǎn)，又具有有機(jī)材料的所有優(yōu)點(diǎn)，目前未見(jiàn)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備方法及應(yīng)用的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法及在水處理中應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的目的之一是一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，特點(diǎn)在于該方法具有如下工藝步驟:
(1)堿化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡24~48h，用去離子水充分洗滌至中性，過(guò)濾，置于_12'18°C迅速冷凍2(T50h，室溫解凍，再將其按固液比為10(T200g/L，用摩爾濃度為2.0-3.5mol/L的NaOH水溶液浸泡，攪拌、加熱于5(T60°C范圍內(nèi)恒溫反應(yīng)2~4 h，冷卻到室溫，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥，得到堿化多孔葡聚糖凝膠；其比表面積可達(dá)45(T700m2/g ；
(2)環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分比加入，水:45~70%，NaOH:4~10%，溶解后，冷卻到室溫，再加入環(huán)氧氯丙烷:6~14% ;無(wú)水乙醇:16~25%，堿化多孔葡聚糖凝膠:2~10%，各組分之和為百分之百，于50±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4-8 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠，其中環(huán)氧氯丙烷與無(wú)水乙醇的體積比為1:2~3 ；
(3)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分比加入，水:52~82%，碳酸鈉:1.0-6.0%，溶解后，再加入乙二胺:6~16% ;無(wú)水乙醇:6~15%，環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠:1.5~10%，各組分之和為百分之百，于60±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)2~4 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠，其中乙二胺與無(wú)水乙醇的體積比為1:
0.8~2。
[0008]本發(fā)明制備的乙二胺基多孔葡聚糖凝膠，產(chǎn)品中乙二胺基的含量通過(guò)化學(xué)分析的方法進(jìn)行測(cè)定，表明乙二胺基能很好的連接到葡聚糖凝膠上，而且多孔葡聚糖凝膠連接乙二胺基的數(shù)量是葡聚糖凝膠2倍，并具有良好的穩(wěn)定性。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供乙二胺基多孔葡聚糖凝膠在廢水處理中吸附重金屬離子中的應(yīng)用。特征為:將制備好的乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑用去離子水浸泡2~4h，直接在水介質(zhì)中，按靜態(tài)法吸附；還可以將制備好的乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑制作成吸附柱，按動(dòng)態(tài)法吸附，其流速為要視吸附柱的直徑、乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑在柱中高度和被處理水中重金屬的含量確定。吸附后用鹽酸、硝酸溶液洗脫，即可分離重金屬離子。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明制備乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑，由于是在多孔葡聚糖凝膠表面修飾上乙二胺基，由于多孔葡聚糖的比表面積大，連接的乙二胺基的數(shù)量多，對(duì)重金屬離子吸附能力強(qiáng)、效率高，吸附容量大，其對(duì)Cu2+、Cd2+、Pb2+的最大吸附容量分別為115.8mg/g、208.9mg/g、316.2mg/g,吸附率可達(dá)98%，優(yōu)于各種乙二胺基的吸附劑，處理后廢水達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0011](2)本發(fā)明的原料是葡聚糖凝膠，是由葡聚糖制備而來(lái)，可生物降解，并且是再生資源，該材料綠色環(huán)保，有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0012](3)本發(fā)明乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備過(guò)程簡(jiǎn)單，條件易于控制，生產(chǎn)成本低，同時(shí)具有再生能力，可以反復(fù)使用10次以上，重金屬離子容易回收。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
(1)堿化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡30h，用去離子水充分洗滌至中性，過(guò)濾，置于_15°C迅速冷凍30h，室溫解凍，將20解凍的葡聚糖凝膠IOgj IOOmL 2.5 mo I/L的NaOH水溶液浸泡，攪拌、加熱于55°C恒溫反應(yīng)3h，冷卻到室溫，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥，得到堿化多孔葡聚糖凝膠；
(2)環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，分別加入，水:54mL，NaOH:6g,溶解后，冷卻到室溫，再加入環(huán)氧氯丙烷=IOmL ;無(wú)水乙醇:20mL，堿化多孔葡聚糖凝膠:10g，攪拌、于50±2°C恒溫、回流反應(yīng)5 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠；
(3)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，加入水:70mL，碳酸鈉:2g，溶解后，再加入乙二胺=IOmL ;無(wú)水乙醇:12mL，環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠:6g，于60±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)3h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠。
[0014]實(shí)施例2
(1)堿化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡48h，用去離子水充分洗滌至中性，過(guò)濾，置于-18°C迅速冷凍20h，室溫解凍，將解凍后的葡聚糖凝膠20g，用100mL3.0 mo I/L的NaOH水溶液浸泡，攪拌、加熱于50°C恒溫反應(yīng)2h，冷卻到室溫，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥，得到堿化多孔葡聚糖凝膠；
(2)環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，分別加入，水:47mL，Na0H:10g,溶解后，冷卻到室溫，再加入環(huán)氧氯丙烷:14mL ;無(wú)水乙醇:25mL，堿化多孔葡聚糖凝膠:4g，攪拌、于50±2°C恒溫、回流反應(yīng)4 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠；
(3)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，加入水:57mL，碳酸鈉:5g，溶解后，再加入乙二胺:16mL ;無(wú)水乙醇:14mL，環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠:8g，于60±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)2h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠。
[0015]實(shí)施例3
(1)堿化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡24h，用去離子水充分洗滌至中性，過(guò)濾，置于-12°C迅速冷凍50h，室溫解凍，將解凍后的葡聚糖凝膠25g，用100mL2.0moI/L的NaOH水溶液浸泡，攪拌、加熱于60°C恒溫反應(yīng)4h，冷卻到室溫，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥，得到堿化多孔葡聚糖凝膠；
(2)環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，分別加入，水:64mL，NaOH:4g,溶解后，冷卻到室溫，再加入環(huán)氧氯丙烷:6mL ;無(wú)水乙醇:16mL，堿化多孔葡聚糖凝膠:10g，攪拌、于50±2°C恒溫、回流反應(yīng)8h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠；
(3)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，加入水:75mL，碳酸鈉:4g，溶解后，再加入乙二胺:6mL ;無(wú)水乙醇:10mL，環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠:5g，于60±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)2h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠。
[0016]實(shí)施例4
(1)堿化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡36h，用去離子水充分洗滌至中性，過(guò)濾，置于-15°C迅速冷凍40h，室溫解凍，將解凍后的葡聚糖凝膠20g，用200mL2.5 mo I/L的NaOH水溶液浸泡，攪拌、加熱于50°C恒溫反應(yīng)2h，冷卻到室溫，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥，得到堿化多孔葡聚糖凝膠；
(2)環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，分別加入，水:60mL，NaOH:8g,溶解后，冷卻到室溫，再加入環(huán)氧氯丙烷:8mL ;無(wú)水乙醇:22mL，堿化多孔葡聚糖凝膠:2g，攪拌、于50±2°C恒溫、回流反應(yīng)6 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠；
(3)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，加入水:80mL，碳酸鈉:lg，溶解后，再加入乙二胺:8mL ;無(wú)水乙醇:7mL，環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠:4g，于60±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)3h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠。
[0017]實(shí)施例5
(1)堿化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡48h，用去離子水充分洗滌至中性，過(guò)濾，置于-18°C迅速冷凍20h，室溫解凍，將解凍后的葡聚糖凝膠20g，用100mL3.0 mo I/L的NaOH水溶液浸泡，攪拌、加熱于50°C恒溫反應(yīng)2h，冷卻到室溫，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥，得到堿化多孔葡聚糖凝膠；
(2)環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，分別加入，水:94mL，NaOH:20g,溶解后，冷卻到室溫，再加入環(huán)氧氯丙烷:28mL ;無(wú)水乙醇:50mL，堿化多孔葡聚糖凝膠:8g，攪拌、于50±2°C恒溫、回流反應(yīng)4 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠；
(3)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，加入水:114mL，碳酸鈉:10g，溶解后，再加入乙二胺:32mL ;無(wú)水乙醇:28mL，環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠:16g，于60±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)2h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠。
[0018]實(shí)施例6 (1)堿化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡40h，用去離子水充分洗滌至中性，過(guò)濾，置于-18°C迅速冷凍36h，室溫解凍，將解凍后的葡聚糖凝膠40g，用200mL3.0 mo I/L的NaOH水溶液浸泡，攪拌、加熱于55°C恒溫反應(yīng)4h，冷卻到室溫，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥，得到堿化多孔葡聚糖凝膠；
(2)環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，分別加入，水:70mL，NaOH:4g,溶解后，冷卻到室溫，再加入環(huán)氧氯丙烷:6mL ;無(wú)水乙醇:16mL，堿化多孔葡聚糖凝膠:4g，攪拌、于50±2°C恒溫、回流反應(yīng)6 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠；
(3)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，加入水:56mL，碳酸鈉:4g，溶解后，再加入乙二胺:15mL ;無(wú)水乙醇:15mL，環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠:10g，于60±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠。
[0019]實(shí)施例7
本發(fā)明乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)含鉛離子模擬水的吸附試驗(yàn):選上述實(shí)施例所制備的6種產(chǎn)品作為吸附劑，按以下廢水處理工藝，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列入表1.(1)取含鉛離子的起始濃度為500mg/L的模擬廢水200mL ；
(2)調(diào)節(jié)pH值在2.0-8.5范圍內(nèi)；
(3)向模擬水樣中加入乙二胺基多孔葡聚糖凝膠，吸附劑用量為1.0g/L水樣，室溫下攪拌吸附30 min ；
(4)靜止取上清液用原子吸收光譜法測(cè)定鉛離子的濃度，計(jì)算吸附容量。
[0020]表1乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)鉛離子的吸附容量
吸附劑I實(shí)施例1|實(shí)施例2|實(shí)施例3|實(shí)施例4|實(shí)施例5|實(shí)施例6|乙二胺基葡聚糖凝膠
吸附容量(mg/g) |312.6 |313.7 |315.2 丨312.8 |316.2 丨315.5 |?82.6
從表1可見(jiàn)，本發(fā)明的乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)鉛離子的最大吸附容量為316.2mg/g，而乙二胺基葡聚糖凝膠吸附容量為182.6mg/g。
[0021]實(shí)施例8
本發(fā)明乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)含鎘離子模擬水的吸附試驗(yàn):選上述實(shí)施例所制備的6種產(chǎn)品作為吸附劑，按實(shí)施例7的廢水處理工藝，鎘離子的起始濃度為300mg/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列入表2。
[0022]表2乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)鎘離子的吸附容量
吸附劑I實(shí)施例1|實(shí)施例2|實(shí)施例3|實(shí)施例4|實(shí)施例5|實(shí)施例6|乙二胺基葡聚糖凝膠
吸附容量(mg/g) |206.2 |208.I |207.5 |206.8 丨208.9 \2<dl.6 |?21.2
從表2可見(jiàn)，本發(fā)明的乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)鎘離子的最大吸附容量為208.9mg/g，而乙二胺基葡聚糖凝膠吸附容量為121.2mg/g。。
[0023]實(shí)施例9
本發(fā)明乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)含銅離子模擬水的吸附試驗(yàn):選上述實(shí)施例所制備的5種產(chǎn)品作為吸附劑，按實(shí)施例7的廢水處理工藝，銅離子的起始濃度為200mg/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列入表3。
[0024]表3乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)銅離子的吸附容量
吸附劑I實(shí)施例1|實(shí)施例2|實(shí)施例3|實(shí)施例4|實(shí)施例5|實(shí)施例6|乙二胺基葡聚糖凝膠
吸附容量(mg/g) |ll4.1 |?15.2 |?15.9 |?13.9 |?13.2 |?15.8 |66.5
從表3可見(jiàn)，本發(fā)明的乙二胺基多孔葡聚糖凝膠對(duì)鎘離子的最大吸附容量為115.Smg/g，乙二胺基葡聚糖凝膠吸附容量為66.5mg/g。
[0025]在廢水樣品中重金屬離子的含量小于乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的吸附容量時(shí)，吸附率可達(dá)98%，是一種很好的吸附重金屬離子的吸附劑；也可用于分析化學(xué)中的重金屬離子分離富集中。
[0026]用動(dòng)態(tài)法測(cè)定吸附性能，將一定量的乙二胺基多孔葡聚糖凝膠以濕法裝入吸附柱，取不同濃度的金屬離子溶液，用稀酸和稀堿調(diào)節(jié)PH值，以2 mL/min的流速通過(guò)吸附柱，用原子吸收測(cè)定過(guò)濾液和柱上吸附`的金屬離子量，由此計(jì)算吸附率。
【權(quán)利要求】
1.一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，其特征在于該吸附劑的組成為:氫氧化鈉，環(huán)氧氯丙烷，葡聚糖凝膠，乙二胺，碳酸鈉，無(wú)水乙醇。
2.—種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，其特征在于該方法具體工藝過(guò)程如下: (1)堿化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡24~48h，用去離子水充分洗滌至中性，過(guò)濾，置于-12'18°C迅速冷凍2(T50h，室溫解凍，再將其按固液比為10(T200g/L，用摩爾濃度為2.0-3.5mol/L的NaOH水溶液浸泡，攪拌、加熱于5(T60°C范圍內(nèi)恒溫反應(yīng)2~4 h，冷卻到室溫，用去離子水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥，得到堿化多孔葡聚糖凝膠；其比表面積可達(dá)45(T700m2/g ； (2)環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分比加入，水:45~70%，NaOH:4~10%，溶解后，冷卻到室溫，再加入環(huán)氧氯丙烷:6~14% ;無(wú)水乙醇:16~25%，堿化多孔葡聚糖凝膠:2~10%，各組分之和為百分之百，于50±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng) 8 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠； (3)乙二胺基多孔葡聚糖凝膠制備，特征是:在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分比加入，水:52~82%，碳酸鈉:1.0-6.0%，溶解后，再加入乙二胺:6~16% ;無(wú)水乙醇:6~15%，環(huán)氧化多孔葡聚糖凝膠:1.5~10%，各組分之和為百分之百，于60±21:恒溫、攪拌、回流反應(yīng)2~4 h，冷卻后，用去離子水洗滌、抽濾，至濾液呈中性為止，用少量乙醇洗滌后，放在70±5°C真空干燥箱中干燥，得到乙二胺基多孔葡聚糖凝膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，2所述的一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，其特征是:所述的葡聚糖凝膠為葡聚糖凝膠G-100，葡聚糖凝膠G-200。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，其特征是:在步驟(2)所述的環(huán)氧氯丙烷與無(wú)水乙醇的體積比為1:2~3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，其特征是:在步驟(3)所述的乙二胺與無(wú)水乙醇的體積比為1:0.8~2。
6.權(quán)利要求2所述的一種乙二胺基多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備及用途，其特征是:該吸附劑用于廢水中重金屬離子處理和重金屬離子分離富集。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK103464117SQ201310443513
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】李慧芝, 許崇娟, 裴梅山 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)