本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機蒙脫土高效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，有機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到最佳的分離效果。與有機吸附劑相比，無機吸附劑具有吸附效率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿和有機溶劑、使用壽命長等優(yōu)點。因此將有機與無機吸附劑結(jié)合形成的復(fù)合材料是是重金屬吸附領(lǐng)域的一個研究熱點。
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)用范圍因此擴大。羧甲基殼聚糖分子中含有-oh，-nh2，-cooh等集團，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載在具有層狀結(jié)構(gòu)的有機蒙脫土片層間，所制得的納米復(fù)合材料結(jié)合了有機和無機吸附劑各自的優(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一步提高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機蒙脫土高效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)合了有機和無機吸附劑各自的特點，而且進一步提高了吸附劑的吸附能力。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機蒙脫土高效重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）將有機蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時；
（2）將羧甲基殼聚糖溶解于水中，溶解完全后在攪拌條件下滴加三聚磷酸鈉，羧甲基殼聚糖與三聚磷酸鈉的質(zhì)量比為1:1～1:10；
（3）將步驟（1）和步驟（2）的產(chǎn)物混合，70～80℃下充分攪拌2～3小時；
（4）將步驟（3）所得產(chǎn)物進行濕熱處理；
其中羧甲基殼聚糖與有機蒙脫土的質(zhì)量比為1:1～1:5。
優(yōu)選的，步驟（1）有機蒙脫土是經(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（2）攪拌條件是150r/min，30min。
優(yōu)選的，步驟（4）濕熱處理的條件是121℃，20min。
優(yōu)選的，羧甲基殼聚糖與三聚磷酸鈉的質(zhì)量比為1:5，羧甲基殼聚糖與有機蒙脫土的質(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)，因為羧基的引入，改善了其在水中的溶解性，擴大了材料使用的ph范圍。
（2）因為羧基可以與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密度，提高了吸附能力。
（3）表面活性劑三聚磷酸鈉充當(dāng)交聯(lián)劑，在濕熱條件下與羧甲基殼聚糖反應(yīng)形成交聯(lián)殼聚糖，所得產(chǎn)物具有良好的熱穩(wěn)定性，在酸性介質(zhì)中不溶解，擴大了吸附劑的使用范圍。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
實施例1：
本實施例提供一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機蒙脫土高效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蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時；
（2）將1.2g羧甲基殼聚糖溶解于水中，溶解完全后在150r/min攪拌條件下滴加6g三聚磷酸鈉，攪拌30min。
（3）將步驟（1）和步驟（2）的產(chǎn)物混合，70～80℃下充分攪拌2～3小時；
（4）將步驟（3）所得產(chǎn)物121℃，20min下進行濕熱處理；
實施例2：
本實施例提供一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機蒙脫土高效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蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時；
（2）將3.6g羧甲基殼聚糖溶解于水中，溶解完全后在150r/min攪拌條件下滴加3.6g三聚磷酸鈉，攪拌30min。
（3）將步驟（1）和步驟（2）的產(chǎn)物混合，70～80℃下充分攪拌2～3小時；
（4）將步驟（3）所得產(chǎn)物121℃，20min下進行濕熱處理；
實施例3：
本實施例提供一種交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機蒙脫土高效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蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時；
（2）將0.9g羧甲基殼聚糖溶解于水中，溶解完全后在150r/min攪拌條件下滴加9g三聚磷酸鈉，攪拌30min。
（3）將步驟（1）和步驟（2）的產(chǎn)物混合，70～80℃下充分攪拌2～3小時；
（4）將步驟（3）所得產(chǎn)物121℃，20min下進行濕熱處理；
對比例1：
本實施例提供一種殼聚糖-有機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蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時；
（2）將1.2g殼聚糖溶解于水中，在150r/min攪拌條件下攪拌30min。
（3）將步驟（1）和步驟（2）的產(chǎn)物混合，70～80℃下充分攪拌2～3小時；
（4）將步驟（3）所得產(chǎn)物121℃，20min下進行濕熱處理；
對比例2：
本實施例提供一種殼聚糖-有機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蒙脫土配置成懸浮液，70～80℃下加熱攪拌，保溫0.5～1小時；
（2）將1.2g殼聚糖溶解于水中，在150r/min攪拌條件下攪拌30min。
（3）將步驟（1）和步驟（2）的產(chǎn)物混合，70～80℃下充分攪拌2～3小時；
（4）將步驟（3）所得產(chǎn)物121℃，20min下進行濕熱處理；
應(yīng)用測試：
分別對實施例1～3制備的交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機蒙脫土高效重金屬吸附劑和對比例1～2的殼聚糖-有機蒙脫土重金屬吸附劑處理電鍍工業(yè)廢水的性能進行檢測，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。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的實驗結(jié)果可以看出，本發(fā)明制備的交聯(lián)羧甲基殼聚糖-有機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)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。