一種利用氨基保護—改性—釋放法制備的多孔殼聚糖凝膠球降解廢水中橙黃ii的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境功能材料和水處理新技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種利用氨基保護一改 性一釋放法制備的多孔殼聚糖凝膠球降解廢水中橙黃II的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 染料廢水具有排放量大、色度高的特點，未經(jīng)處理的染料廢水進入環(huán)境后，將極大 地降低水體的光滲透率，從而對水生生物生長和水體生態(tài)系統(tǒng)安全產(chǎn)生極大的危害。橙黃 II是一種偶氮染料，分子中含有苯環(huán)基和偶氮基，在降解中可能產(chǎn)生具有致癌、致畸、致突 變作用的中間產(chǎn)物，危害人體健康和環(huán)境生態(tài)平衡。由于橙黃II的毒性和水溶性，必須找 到去除廢水中橙黃π有效的方法。吸附脫除法是處理廢水中污染物的最有效方法之一，該 方法成本低，操作簡單，具有理想的處理效果。常用的吸附劑包括生物炭、硅藻土、粉煤灰、 離子交換樹脂等。然而，傳統(tǒng)的吸附劑存在著吸附容量不高，不易分離、成本較高等缺點。因 此，制備一種吸附效果好、成本低廉、原料來源廣泛、易于分離的吸附劑具有重大的現(xiàn)實意 義。
[0003] 殼聚糖是世界上產(chǎn)量第二的天然高分子，具有良好的生物相容性和生物降解性， 已經(jīng)被廣泛應用于水處理領(lǐng)域。研宄表明，殼聚糖對橙黃II有較強的吸附能力。然而，天 然殼聚糖分子具有酸溶性，且吸附完成后不能從環(huán)境中分離，容易造成二次污染。因此，將 殼聚糖做成凝膠小球不僅可以保持對染料較好的去除效果。而且吸附完成后凝膠小球易于 收集，并可以重復使用。此外，殼聚糖類吸附材料需要通過交聯(lián)反應增強殼聚糖的耐酸性。 但是氨基和醛基的交聯(lián)反應將極大的降低氨基基團的含量，從而降低吸附效果。因此，可以 通過一系列反應來增加氨基含量，即首先通過氨基保護反應，預先保護一部分氨基，然后再 進行交聯(lián)，同時在相對不活潑的羥基上引入外加氨基基團，反應結(jié)束后釋放被保護的氨基。 利用氨基保護一改性一釋放法制備的多孔殼聚糖凝膠球含有大量的活性氨基基團，不僅能 有效解決印染廢水的脫色問題，而且制備過程簡單，原料來源廣泛，成本低，具有重要的研 宄價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)存的技術(shù)問題，開發(fā)一種吸附容量大、成本 低、制備簡單且易分離的去除廢水中橙黃π的方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種利用氨基保護一改性一釋放 法制備的多孔殼聚糖凝膠球降解廢水中橙黃II的方法，所述方法包括以下步驟：取一定量 的含橙黃II的廢水，將一定量的利用氨基保護一改性一釋放法制備的殼聚糖凝膠球添加 到廢水中，在恒溫振蕩器中振蕩吸附，反應完成后將殼聚糖凝膠球從溶液中分離，完成對廢 水中橙黃Π 的去除。
[0006] 上述技術(shù)方案中，所述利用氨基保護一改性一釋放法制備的多孔殼聚糖凝膠球由 以下步驟制得：
[0007] (1)將2~4g殼聚糖溶于體積百分數(shù)為1~2%的乙酸溶液中，配制成質(zhì)量百分 數(shù)為2~4%的殼聚糖溶液；
[0008] (2)在室溫下，將4~7g致孔劑PEG 2000加入到步驟（1)所得殼聚糖溶液中，攪 拌至PEG 2000溶解，靜置脫泡；
[0009] (3)用注射器將步驟（2)所得溶液逐滴滴入濃度為1 %~3 %的NaOH溶液中形成 粒徑均勻的殼聚糖凝膠小球，靜置2~6h后將殼聚糖凝膠小球取出并洗滌；
[0010] (4)將步驟（3)所述的殼聚糖凝膠小球取出，置于200~400mL去離子水中，加入 3~6mL甲醛水溶液，保護氨基，反應1~2h后，加入3~6mL戊二醛水溶液進行交聯(lián)，調(diào)節(jié) pH為8~10,在60°C條件下交聯(lián)1~2h后，取出小球并洗絳；
[0011] (5)將步驟⑷所述的殼聚糖凝膠小球置于70~90°C去離子水中，洗脫致孔劑 PEG 2000 ；
[0012] (6)將步驟（5)所述的殼聚糖凝膠小球取出，置于200~500mL去離子水/乙醇溶 液（體積比=1 :1)中，加入3~7mL環(huán)氧氯丙烷溶液，調(diào)節(jié)pH為8~10,在60°C條件下反 1~2h后，加入10~20mL乙二胺，在60°C條件下反應2~4h后，取出小球并洗滌；
[0013] (7)將步驟（6)所述的殼聚糖凝膠小球取出，置于200~400mL濃度為0. 5M的HCl 溶液中，釋放被保護的氨基，靜置10~20h后洗滌至中性。得到最終的利用氨基保護一改 性一釋放法制備的多孔殼聚糖凝膠球。
[0014] 上述技術(shù)方案中，所述廢水中橙黃II的濃度優(yōu)選控制在20~2000mg/L(最優(yōu)選 為 100mg/L ~1000mg/L)。
[0015] 上述技術(shù)方案中，所述每升廢水中的添加量以多孔殼聚糖凝膠球濕重計，投加量 優(yōu)選為為Ig~l〇g。
[0016] 上述技術(shù)方案中，所述吸附反應的pH值優(yōu)選為1~12 (最優(yōu)選為2~4)。
[0017] 上述技術(shù)方案中，所述吸附反應溫度優(yōu)選為10~50°C (最優(yōu)選為15~45°C )。
[0018] 上述技術(shù)方案中，所述吸附反應時間優(yōu)選為1~48h。
[0019] 上述技術(shù)方案中，所述恒溫振蕩器轉(zhuǎn)速優(yōu)選為100~200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0021] 1.本發(fā)明中利用氨基保護一改性一釋放法制備的殼聚糖凝膠球吸附劑吸附位點 多、吸附容量大，對廢水中橙黃II有明顯的去除效果；
[0022] 2.本發(fā)明中利用氨基保護一改性一釋放法制備的殼聚糖凝膠球，原料來源廣泛， 且價格低廉，制備過程簡單，操作容易，條件容易實現(xiàn)，能夠有效實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；
[0023] 3.本發(fā)明中利用氨基保護一改性一釋放法制備的殼聚糖凝膠球，能夠直接加入反 應器中進行吸附反應，整個處理工藝成本較低，操作較簡單且容易實施，反應結(jié)束后易于將 小球分離回收，為染料廢水的治理提供了新的途徑。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實施例1中吸附反應前利用氨基保護一改性一釋放法制備的多孔殼 聚糖凝膠球的數(shù)碼照片；
[0025] 圖2是本發(fā)明實施例1中吸附反應前利用氨基保護一改性一釋放法制備的多孔殼 聚糖凝膠球的掃描電鏡圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明實施例1中吸附反應后利用氨基保護一改性一釋放法制備的多孔殼 聚糖凝膠球的掃描電鏡圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明實施例1中吸附反應前利用氨基保護一改性一釋放法制備的多孔殼 聚糖凝膠球的X射線能量色散分析示意圖；
[0028] 圖5是本發(fā)明實施例1中吸附反應后利用氨基保護一改性一釋放法制備的多孔殼 聚糖凝膠球的X射線能量色