本發(fā)明屬于吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，采用各種天然生物質(zhì)資源或者衍生物作為吸附劑的生物吸附法得到迅速發(fā)展，這種生物質(zhì)吸附劑不但無(wú)毒無(wú)害，生物相容，成本低廉，而且使用后的生物質(zhì)吸附劑可以生物降解，是一種優(yōu)良的綠色吸附材料。將生物質(zhì)用于吸附溶液中的金屬離子，一方面是由于其物理結(jié)構(gòu)上孔隙度較高，比表面積較大，可以與金屬離子發(fā)生物理吸附；另一方面，生物質(zhì)的成分主要為纖維素，半纖維素，果膠，木質(zhì)素，這些成分的結(jié)構(gòu)中含有豐富的官能團(tuán)，如-cooh、-oh、-nh2等，可以通過(guò)離子交換、螯合等方式吸附金屬離子。
作者張繼義等人在《秸稈生物碳質(zhì)吸附劑的制備及其吸附性能》一文中，該研究以小麥秸稈為生物質(zhì)材料，通過(guò)中低溫區(qū)間限氧升溫熔融碳化方法制備生物碳質(zhì)吸附劑，并以銅離子為例，研究吸附劑對(duì)廢水中重金屬的吸附性能。雖然該吸附劑吸附選擇性好但是吸附容量小，再生困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑及其制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成：玉米秸稈100份、花生殼40-50份、甲醛80-100份、硫酸溶液300-400份、玻璃纖維25-30份、石英粉15-20份、硝酸錳12-15份、硫酸銅15-20份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷8-10份、二乙基二硫代氨基甲酸鈉6-8份、硅酸鈉6-8份、乙酸鈉12-15份、無(wú)水乙醇800-1000份、對(duì)苯二甲酸二甲酯50-60份、1，2-丙二醇30-40份、季戊四醇20-30份、鈦酸四異丙酯10-12份、2,2-二羥基甲基丙酸12-15份、丙酮300-400份、甲醇1000-1200份、去離子水適量。
所述的玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑，其特征在于，其由如下步驟制備而成：
（1）先將玉米秸稈切割成1-2cm的小段，花生殼粉碎成300-400目的顆粒，混合均勻，用去離子水清洗3-5次后放入烘箱中，60-65℃下烘干，待冷卻至室溫后，置于干燥器中備用；將清洗烘干后的混合物置于反應(yīng)容器中，加入甲醛和硫酸溶液，置水浴鍋中加熱回流8-10h后，抽濾，濾餅用去離子水洗至ph=5.5-6.5，最后在45-50℃下真空干燥20-24h，置于干燥器中備用；
（2）將玻璃纖維短切后和步驟（1）的產(chǎn)物混合均勻，研磨至得到150-200目粉末，加入石英粉、硝酸錳、硫酸銅混合，繼續(xù)研磨30-45min，至分散均勻，將分散均勻的混合物加入到硅酸鈉、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、二乙基二硫代氨基甲酸鈉和相當(dāng)于二乙基二硫代氨基甲酸鈉重量份8-10倍的去離子水，加熱回流3-4h，用去離子水洗滌至中性，再用無(wú)水乙醇洗滌2-3次，在45-50℃下真空干燥至恒重備用；
（3）將對(duì)苯二甲酸二甲酯、1，2-丙二醇、季戊四醇和步驟（2）的產(chǎn)物加入到高壓釜中，混合均勻后加入乙酸鈉，通氮?dú)猓诘獨(dú)鈿夥障拢?00-800轉(zhuǎn)/min的攪拌速率下升高溫度至70-80℃，攪拌反應(yīng)2-3h，再加入鈦酸四異丙酯和2,2-二羥基甲基丙酸，在2800-3000轉(zhuǎn)/min的攪拌速率下升高溫度至180-200℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)10-12h，冷卻至室溫，加入丙酮，繼續(xù)攪拌1-2h，再加入甲醇，靜置沉降8-10h，過(guò)濾，60-80℃真空干燥10-12h，得到玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑。
所述的玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑，其特征在于，所述的硫酸溶液的濃度為1.0-1.2mol/l。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明首先利用甲醛縮合改性玉米秸稈和花生殼，使得其表面羥甲基化；再通過(guò)硅氧烷接枝耦合以及利用二乙基二硫代氨基甲酸鈉引入巰基，最后在其表面原位聚合包覆一層聚酯聚合物，得到本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑；本發(fā)明使用玉米秸稈和花生殼等生物質(zhì)材料為原料，制備生物質(zhì)吸附劑，不但無(wú)毒無(wú)害，生物相容，成本低廉，而且使用后的生物質(zhì)吸附劑可以生物降解，是一種優(yōu)良的綠色吸附材料。本發(fā)明還添加玻璃纖維，增加了吸附劑的比表面積，提高了吸附劑的吸附容量；本發(fā)明引入巰基，增加了吸附劑的吸附選擇性；本發(fā)明的吸附劑表面的聚酯聚合物不僅使得吸附劑能夠吸附工業(yè)污水中的重金屬陽(yáng)離子，還能吸附有機(jī)物污染；本發(fā)明的吸附劑具有粒徑大、成本低、綠色環(huán)保、易回收和吸附性能良好的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例的玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑，其由如下重量份的原料制備而成：玉米秸稈100份、花生殼50份、甲醛100份、硫酸溶液400份、玻璃纖維30份、石英粉20份、硝酸錳15份、硫酸銅20份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷10份、二乙基二硫代氨基甲酸鈉8份、硅酸鈉8份、乙酸鈉15份、無(wú)水乙醇800份、對(duì)苯二甲酸二甲酯60份、1，2-丙二醇30份、季戊四醇20份、鈦酸四異丙酯12份、2,2-二羥基甲基丙酸15份、丙酮400份、甲醇1000份、去離子水適量。
本實(shí)施例的玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑，其由如下步驟制備而成：
（1）先將玉米秸稈切割成1-2cm的小段，花生殼粉碎成300目的顆粒，混合均勻，用去離子水清洗3次后放入烘箱中，65℃下烘干，待冷卻至室溫后，置于干燥器中備用；將清洗烘干后的混合物置于反應(yīng)容器中，加入甲醛和硫酸溶液，置水浴鍋中加熱回流10h后，抽濾，濾餅用去離子水洗至ph=5.5-6.5，最后在50℃下真空干燥24h，置于干燥器中備用；
（2）將玻璃纖維短切后和步驟（1）的產(chǎn)物混合均勻，研磨至得到200目粉末，加入石英粉、硝酸錳、硫酸銅混合，繼續(xù)研磨45min，至分散均勻，將分散均勻的混合物加入到硅酸鈉、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、二乙基二硫代氨基甲酸鈉和相當(dāng)于二乙基二硫代氨基甲酸鈉重量份10倍的去離子水，加熱回流4h，用去離子水洗滌至中性，再用無(wú)水乙醇洗滌3次，在50℃下真空干燥至恒重備用；
（3）將對(duì)苯二甲酸二甲酯、1，2-丙二醇、季戊四醇和步驟（2）的產(chǎn)物加入到高壓釜中，混合均勻后加入乙酸鈉，通氮?dú)猓诘獨(dú)鈿夥障?，?00轉(zhuǎn)/min的攪拌速率下升高溫度至80℃，攪拌反應(yīng)3h，再加入鈦酸四異丙酯和2,2-二羥基甲基丙酸，在3000轉(zhuǎn)/min的攪拌速率下升高溫度至200℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)12h，冷卻至室溫，加入丙酮，繼續(xù)攪拌2h，再加入甲醇，靜置沉降10h，過(guò)濾，80℃真空干燥12h，得到玻璃纖維改性的生物質(zhì)吸附劑。
用本實(shí)施例所制得的生物質(zhì)吸附劑對(duì)濃度為20mg/l的分別含cr3+、cd2+、pb2+以及甲基橙廢水進(jìn)行吸附處理，在本實(shí)施例吸附劑投加量為1g/l、250r/min的攪拌轉(zhuǎn)速和吸附時(shí)間為2h的條件下，廢水中cu2+、cd2+、pb2+以及甲基橙的去除率均大于90%。