改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑及其制備工藝：以改性粉煤灰為主，添加少量殼聚糖，再用環(huán)氧氯丙烷對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)改性，最后用含有模版分子的溶液處理，得到改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝，具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該吸附劑有較高的選擇性吸附，吸附量大，吸附速度快，不易造成二次污染等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑及其制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于吸附劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑及其制備工藝。【背景技術(shù)】
[0002]由于我國(guó)的燃煤發(fā)電占主要地位，因此粉煤灰作為火力發(fā)電廠的主要廢棄物，其產(chǎn)量逐年增大，只有少部分得到綜合利用，大部分仍然占用大片土地堆存起來(lái)，嚴(yán)重污染了環(huán)境，破壞了生態(tài)平衡，粉煤灰的資源化應(yīng)用成為研究的熱點(diǎn)。
[0003]如果將粉煤灰用于處理廢水，既是對(duì)粉煤灰的綜合處理和利用，又可以實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
[0004]殼聚糖作為天然高分子絮凝劑，因此使用殼聚糖吸附處理廢水，具有原料豐富、不易造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有前途的水處理方法
[0005]殼聚糖是自然界中唯一的堿性多糖，其含量?jī)H次于纖維素，同時(shí)殼聚糖也是一種良好的吸附劑，具有用量少、pH值適用范圍廣、受鹽類及環(huán)境因素影響小、污泥量少、處理效果好等優(yōu)良性能，是一種很有前途的水處理方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]以改性粉煤灰為主，添加少量殼聚糖，再用環(huán)氧氯丙烷對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)改性，最后用含有模版分子的溶液處理，得到改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑。
[0009]所述方法進(jìn)一步包括:
[0010]⑴將粉煤灰烘干、經(jīng)球磨機(jī)磨細(xì)，過(guò)100?200目篩，粉煤灰中Si02含量45? 55%￥扒按照51:六1:恥=1:1:2的摩爾比加入厶1(011)3和似2(1)3，混合均勻，在溫度為80°C?200°C的馬弗爐中保溫1?3h，取出，洗滌，干燥；將制得的產(chǎn)物放入馬弗爐中 800°C煅燒1?2h，取出研磨，然后放入帶蓋的聚四氟乙烯瓶中，加入2mol/L的NaOH溶液， NaOH溶液和粉煤灰的質(zhì)量比為1: 1?5，放入80°C水浴鍋中，進(jìn)行水熱反應(yīng)7?8h，取出， 去離子水洗滌后干燥，得改性粉煤灰；
[0011](2)室溫下，將0.5?2g殼聚糖加入2% wt醋酸溶液，配成1?2% wt殼聚糖溶液，加入液體狀的石蠟50?62.5ml，攪拌5?15分鐘；升溫至53?57°C，繼續(xù)攪拌5?15 分鐘后滴加乳化劑span?800.08?0.12ml，攪拌下保溫乳化5?15分鐘；滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4?6%的NaOH溶液，直到反應(yīng)體系變成白色時(shí)，然后升溫至68?72°C，滴加環(huán)氧氯丙烷1.0?1.7ml，攪拌反應(yīng)4?6小時(shí)；將所得的產(chǎn)物過(guò)濾后水洗，直至洗滌液的pH值達(dá)到中性；
[0012](3)按照殼聚糖和改性粉煤灰質(zhì)量比1: 4?10,加入步驟(2)制得的改性粉煤灰，快速攪拌20?30min，再慢速攪拌15?20min，攪拌均勻靜置5?lOmin，過(guò)濾，濾漁置于60?80°C恒溫干燥箱干燥，取出干燥的產(chǎn)物進(jìn)行研磨，過(guò)50?60目篩，即得改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖；
[0013](4)將步驟(3)得到的改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖加入到含有模版分子的酸性溶液中，并進(jìn)行印跡反應(yīng)2?30小時(shí)，其中所述模版分子與改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖的質(zhì)量比為0.003?0.05:1，其溶液PH值保持在2?4 ;再用洗脫液洗脫1?8小時(shí)去除模版分子，再用去離子水反復(fù)洗凈，最后冷凍干燥至恒重，制得改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑。
[0014]所述步驟(1)中的快速攪拌的轉(zhuǎn)數(shù)200?400r/min，慢速攪拌的轉(zhuǎn)數(shù)50?200r/ min〇
[0015]所述步驟(1)中的殼聚糖從龍蝦殼張?zhí)崛。涿撘阴６葹?0%。[〇〇16] 所述步驟(2)中的反應(yīng)溶劑均為去離子水。[〇〇17] 所述步驟(5)中的所述模版分子為全氟化合物。
[0018]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0019](1)粉煤灰具有多孔結(jié)構(gòu)，對(duì)廢水中的重金屬離子，染料廢水，生活污水有一定的吸附處理效果，將其用于吸附劑處理廢水，既是對(duì)粉煤灰的綜合處理和利用，又可以實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)；
[0020](2)用本發(fā)明方法制備的改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑，在相同條件下對(duì)鉻(VI)廢水的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合吸附劑有較高的選擇性吸附，吸附量大，吸附速度快，不易造成二次污染；
[0021](3)利用分子印跡技術(shù)對(duì)接枝殼聚糖進(jìn)行改性，具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明實(shí)施方式主要提供改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝，為便于很好的理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。
[0023]實(shí)施例一
[0024]將粉煤灰烘干、經(jīng)球磨機(jī)磨細(xì)，過(guò)200目篩，粉煤灰中Si02含量55% wt，按照 S1: A1: Na=l: 1: 2的摩爾比加入A1(0H)3和似2(:03，混合均勻，在溫度為200°C的馬弗爐中保溫3h，取出，洗滌，干燥；將制得的產(chǎn)物放入馬弗爐中800°C煅燒2h，取出研磨， 然后放入帶蓋的聚四氟乙烯瓶中，加入2mol/L的NaOH溶液，NaOH溶液和粉煤灰的質(zhì)量比為 1: 5,放入80°C水浴鍋中，進(jìn)行水熱反應(yīng)8h，取出，去離子水洗滌后干燥，得改性粉煤灰；
[0025]室溫下，將2g殼聚糖加入2 % wt醋酸溶液，配成2 % wt殼聚糖溶液，加入液體狀的石蠟62.5ml，攪拌15分鐘；升溫至57°C，繼續(xù)攪拌15分鐘后滴加乳化劑span-800.12ml， 攪拌下保溫乳化15分鐘；滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的NaOH溶液，直到反應(yīng)體系變成白色時(shí)，然后升溫至72°C，滴加環(huán)氧氯丙烷1.7ml，攪拌反應(yīng)6小時(shí)；將所得的產(chǎn)物過(guò)濾后水洗，直至洗滌液的pH值達(dá)到中性；
[0026]按照殼聚糖和改性粉煤灰質(zhì)量比1: 10,加入改性粉煤灰，快速攪拌30min，再慢速攪拌20min，攪拌均勻靜置lOmin，過(guò)濾，濾渣置于80°C恒溫干燥箱干燥，取出干燥的產(chǎn)物進(jìn)行研磨，過(guò)60目篩，即得改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖；將其加入到含有模版分子的酸性溶液中，并進(jìn)行印跡反應(yīng)30小時(shí)，其中所述模版分子與改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖的質(zhì)量比為0.05:1，其溶液PH值保持在4;再用洗脫液洗脫8小時(shí)去除模版分子，再用去離子水反復(fù)洗凈，最后冷凍干燥至恒重，制得改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑。
[0027]實(shí)施例二
[0028]將粉煤灰烘干、經(jīng)球磨機(jī)磨細(xì)，過(guò)100目篩，粉煤灰中Si02含量45 % wt，按照 S1: A1: Na=l: 1: 2的摩爾比加入A1(0H)3和似20)3，混合均勻，在溫度為80°C的馬弗爐中保溫lh，取出，洗滌，干燥；將制得的產(chǎn)物放入馬弗爐中800°C煅燒lh，取出研磨，然后放入帶蓋的聚四氟乙烯瓶中，加入2mol/L的NaOH溶液，NaOH溶液和粉煤灰的質(zhì)量比為 1: 1，放入80°C水浴鍋中，進(jìn)行水熱反應(yīng)7h，取出，去離子水洗滌后干燥，得改性粉煤灰；
[0029]室溫下，將0? 5g殼聚糖加入2 % wt醋酸溶液，配成1 % wt殼聚糖溶液，加入液體狀的石蠟50ml，攪拌5分鐘；升溫至53°C，繼續(xù)攪拌5分鐘后滴加乳化劑span-800.08ml， 攪拌下保溫乳化5分鐘；滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的NaOH溶液，直到反應(yīng)體系變成白色時(shí)，然后升溫至68°C，滴加環(huán)氧氯丙烷1.0ml，攪拌反應(yīng)4小時(shí)；將所得的產(chǎn)物過(guò)濾后水洗，直至洗滌液的pH值達(dá)到中性；
[0030]按照殼聚糖和改性粉煤灰質(zhì)量比1: 4,加入改性粉煤灰，快速攪拌20min，再慢速攪拌15min，攪拌均勻靜置5min，過(guò)濾，濾渣置于60°C恒溫干燥箱干燥，取出干燥的產(chǎn)物進(jìn)行研磨，過(guò)50目篩，即得改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖；將其加入到含有模版分子的酸性溶液中，并進(jìn)行印跡反應(yīng)2小時(shí)，其中所述模版分子與改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖的質(zhì)量比為0.003:1，其溶液PH值保持在2 ;再用洗脫液洗脫1小時(shí)去除模版分子，再用去離子水反復(fù)洗凈，最后冷凍干燥至恒重，制得改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑。
[0031]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝，具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該吸附劑有較高的選擇性吸附，吸附量大， 吸附速度快，不易造成二次污染等特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑，其特征在于:以改性粉煤灰為主，添 加少量殼聚糖，再用環(huán)氧氯丙烷對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)改性，最后用含有模版分子的溶液處理，得到 改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑。2.改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝，其特征在于:包括以下步 驟:(1)將粉煤灰烘干、經(jīng)球磨機(jī)磨細(xì)，過(guò)1〇〇?200目篩，粉煤灰中Si02含量45?55% wt，按照S1: A1: Na=l: 1: 2的摩爾比加入厶1(011)3和似2(1)3，混合均勻，在溫度為 80°C?200°C的馬弗爐中保溫1?3h，取出，洗滌，干燥；(2)將步驟(1)制得的產(chǎn)物放入馬弗爐中800°C煅燒1?2h，取出研磨，然后放入帶蓋 的聚四氟乙烯瓶中，加入2mol/L的NaOH溶液，NaOH溶液和粉煤灰的質(zhì)量比為1: 1?5， 放入80°C水浴鍋中，進(jìn)行水熱反應(yīng)7?8h，取出，去離子水洗滌后干燥，得改性粉煤灰；(3)室溫下，將0.5?2g殼聚糖加入2 % wt醋酸溶液，配成1?2 % wt殼聚糖溶液， 加入液體狀的石蠟50?62.5ml，攪拌5?15分鐘；升溫至53?57°C，繼續(xù)攪拌5?15分 鐘后滴加乳化劑span?800.08?0.12ml，攪拌下保溫乳化5?15分鐘；滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 4?6%的NaOH溶液，直到反應(yīng)體系變成白色時(shí)，然后升溫至68?72°C，滴加環(huán)氧氯丙烷 1.0?1.7ml，攪拌反應(yīng)4?6小時(shí)；將所得的產(chǎn)物過(guò)濾后水洗，直至洗滌液的pH值達(dá)到中 性；(4) 按照殼聚糖和改性粉煤灰質(zhì)量比1: 4?10,加入步驟(2)制得的改性粉煤灰，快 速攪拌20?30min，再慢速攪拌15?20min，攪拌均勻靜置5?lOmin，過(guò)濾，濾漁置于60? 80°C恒溫干燥箱干燥，取出干燥的產(chǎn)物進(jìn)行研磨，過(guò)50?60目篩，即得改性粉煤灰負(fù)載交 聯(lián)殼聚糖；(5)將步驟(4)得到的改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖加入到含有模版分子的酸性溶液 中，并進(jìn)行印跡反應(yīng)2?30小時(shí)，其中所述模版分子與改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖的質(zhì)量 比為0.003?0.05:1，其溶液PH值保持在2?4 ;(6)將步驟(5)得到的改性粉煤灰負(fù)載交聯(lián)殼聚糖用洗脫液洗脫1?8小時(shí)去除模版 分子，再用去離子水反復(fù)洗凈，最后冷凍干燥至恒重，制得改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡 復(fù)合吸附劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝，其 特征在于:所述快速攪拌的轉(zhuǎn)數(shù)200?400r/min，慢速攪拌的轉(zhuǎn)數(shù)50?200r/min。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝，其 特征在于:所述殼聚糖從龍蝦殼張?zhí)崛?，其脫乙酰度?0%。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝，其 特征在于:反應(yīng)溶劑均為去離子水。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性粉煤灰負(fù)載殼聚糖分子印跡復(fù)合吸附劑的制備工藝，其 特征在于:所述模版分子為全氟化合物。
【文檔編號(hào)】B01J20/26GK106064078SQ201410571623
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2014年10月23日 公開(kāi)號(hào)201410571623.4, CN 106064078 A, CN 106064078A, CN 201410571623, CN-A-106064078, CN106064078 A, CN106064078A, CN201410571623, CN201410571623.4
【發(fā)明人】魏宸
【申請(qǐng)人】西安以鏘電子科技有限責(zé)任公司