本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種羧甲基殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
空氣、土壤、水中的有毒重金屬的威脅正逐漸成為全球性問題，因此有效地除去有毒重金屬技術(shù)成為一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的工作。高分子重金屬離子吸附劑已經(jīng)成為一種比較常用的重金屬廢水處理藥劑，常溫下在較寬的ph范圍內(nèi)能與廢水中hg、cd、cu、pb、mn、ni、zn、cr等多種重金屬離子迅速反應(yīng)，生成不溶于水的絮狀沉淀物，沉淀快、易過濾，穩(wěn)定性高，靈敏性高，從而達(dá)到吸附去除重金屬離子的目，在電鍍、電子、線路板等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，有機(jī)吸附劑存在效率和熱穩(wěn)定性較差、抗污染能力低、使用壽命不長的問題，而且通常需要與其它方法配合使用才能達(dá)到最佳的分離效果。與有機(jī)吸附劑相比，無機(jī)吸附劑具有吸附效率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿和有機(jī)溶劑、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。因此將有機(jī)與無機(jī)吸附劑結(jié)合形成的復(fù)合材料是是重金屬吸附領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
羧甲基殼聚糖是殼聚糖在堿性條件下與氯乙酸反應(yīng)制得的一種水溶性殼聚糖衍生物，由于羧甲基的引入破換了其晶體的規(guī)整性，使得結(jié)晶度大大降低，加上親水基團(tuán)的引入，水溶性較殼聚糖明顯提高，可在較寬ph范圍內(nèi)溶解，應(yīng)用范圍因此擴(kuò)大。羧甲基殼聚糖分子中含有-oh，-nh2，-cooh等集團(tuán)，與殼聚糖相比，能更有效地絡(luò)合金屬離子。
中國專利cn101524635b公開了一種殼聚糖-有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，它通過插層的方法將殼聚糖負(fù)載在具有層狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)蒙脫土片層間，所制得的納米復(fù)合材料結(jié)合了有機(jī)和無機(jī)吸附劑各自的優(yōu)勢。然而，殼聚糖不能直接溶于水溶液中，只能溶于酸性溶液中，而且在酸性溶液下，殼聚糖容易降解且其表面上的氨基主要以-nh3+形式存在，不易于金屬離子絡(luò)合，很大程度上限制了其在廢水處理凈化領(lǐng)域中的應(yīng)用，并且復(fù)合材料的吸附性能還有待進(jìn)一步提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種羧甲基殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑的制備方法，通過該方法制得的吸附劑不僅結(jié)合了有機(jī)和無機(jī)吸附劑各自的特點(diǎn)，而且進(jìn)一步提高了吸附劑的吸附能力。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種羧甲基殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將有機(jī)蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時(shí)；
(2)將羧甲基殼聚糖溶解于水中；
(3)將步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，70～80℃下充分?jǐn)嚢?～3小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物進(jìn)行濕熱處理。
其中羧甲基殼聚糖與有機(jī)蒙脫土的質(zhì)量比為1:1～1:5。
優(yōu)選的，步驟(1)有機(jī)蒙脫土是經(jīng)過十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨或雙十烷基二甲基氯化銨改性所得的有機(jī)化蒙脫土。
優(yōu)選的，步驟(2)羧甲基殼聚糖為粘度范圍在170～250mpa﹒s的水溶性羧甲基殼聚糖。
優(yōu)選的，步驟(3)攪拌條件是150r/min。
優(yōu)選的，步驟(4)濕熱處理的條件是121℃，20min。
優(yōu)選的，羧甲基殼聚糖與有機(jī)蒙脫土的質(zhì)量比1:3。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
(1)羧甲基殼聚糖是兩性聚電解質(zhì)，因?yàn)轸然囊?，改善了其在水中的溶解性，擴(kuò)大了材料使用的ph范圍。
(2)因?yàn)轸然梢耘c溶液中的金屬離子配位，所以羧基的引入增加了材料的吸附位點(diǎn)密度，提高了吸附能力。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
實(shí)施例1：
本實(shí)施例提供一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將3.6g經(jīng)十六烷基三甲基溴化銨改性所得有機(jī)蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時(shí)；
(2)將1.2g羧甲基殼聚糖溶解于水中。
(3)將步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，70～80℃、150r/min下攪拌2～3小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物121℃，20min下進(jìn)行濕熱處理。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例提供一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將3.6g經(jīng)十八烷基三甲基氯化銨改性所得有機(jī)蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時(shí)；
(2)將3.6g羧甲基殼聚糖溶解于水中；
(3)將步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，70～80℃、200r/min下攪拌2～3小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物121℃，20min下進(jìn)行濕熱處理。
實(shí)施例3：
本實(shí)施例提供一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將4.5g經(jīng)雙十烷基二甲基氯化銨改性所得有機(jī)蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時(shí)；
(2)將0.9g羧甲基殼聚糖溶解于水中；
(3)將步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，70～80℃、100r/min下攪拌2～3小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物121℃，20min下進(jìn)行濕熱處理。
對比例1：
本實(shí)施例提供一種殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將3.6g經(jīng)十六烷基三甲基溴化銨改性所得有機(jī)蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時(shí)；
(2)將1.2g殼聚糖溶解于水中；
(3)將步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，70～80℃、150r/min下攪拌2～3小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物121℃，20min下進(jìn)行濕熱處理；
對比例2：
本實(shí)施例提供一種殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將3.6g經(jīng)雙十烷基二甲基氯化銨改性所得有機(jī)蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時(shí)；
(2)將1.2g殼聚糖溶解于水中；
(3)將步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，70～80℃、150r/min下攪拌2～3小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物121℃，20min下進(jìn)行濕熱處理；
應(yīng)用測試：
分別對實(shí)施例1～3制備的羧甲基殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑和對比例1～2的殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑處理電鍍工業(yè)廢水的性能進(jìn)行檢測，具體測試步驟如下：
分別取上述制備好的重金屬吸附劑1.0g，加入到100ml含有重金屬離子的電鍍工業(yè)廢水，調(diào)節(jié)溶液的ph＝5.7，室溫下振蕩處理8小時(shí)。處理完后，將吸附劑過濾出，借助原子放射光譜法測定吸附前后電鍍工業(yè)廢水中重金屬離子(pb2+、ni2+、cd2+)濃度的變化。測試結(jié)果如表1所示。
表1
從表1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本發(fā)明制備的羧甲基殼聚糖-有機(jī)蒙脫土高效重金屬吸附劑吸附重金屬離子的效果比殼聚糖-有機(jī)蒙脫土重金屬吸附劑好的多。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。