本發(fā)明涉及水處理材料領(lǐng)域，尤其涉及一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑的方法。

背景技術(shù)：

工程工業(yè)向環(huán)境中排放了大量的含重金屬離子的廢水、廢氣、廢渣，已大大超過了環(huán)境的承受能力,嚴(yán)重威脅人類的生存。重金屬廢水的處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法、膜分離法和吸附法等，其中吸附法能夠有選擇性地去除廢水中重金屬離子，且成本低、操作簡單。

油茶與油棕、油橄欖和椰子并稱為世界四大木本食用油料植物。油茶是我國特有的木本油料。大量的油茶果殼卻被當(dāng)作燃料或者當(dāng)作肥料，造成了極大的資源浪費(fèi)與環(huán)境污染，若將其制備成吸附劑，將是一種處理重金屬廢水的重要材料，同時能夠提高油茶種植的效益，具有很好的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境意義。巰基乙酸可通過酯化反應(yīng)與纖維素合成含硫的纖維素材料作為金屬離子吸附劑，羧基可與纖維素的羥基結(jié)構(gòu)接枝，巰基可用于吸附金屬離子。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是廢水處理需利用大量吸附劑吸附金屬離子，需要制備一種新型巰基改性吸附劑，使其具有吸附能力強(qiáng)，易再生，穩(wěn)定性高，吸附選擇性特殊，吸附劑價格低等優(yōu)點。

針對油茶果殼利用途徑單一、性價比不夠高等不足，提供一種產(chǎn)品穩(wěn)定性好、吸附容量大、適用范圍廣的油茶果殼接枝巰基乙酸金屬離子吸附劑及其制備工藝。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列的技術(shù)方案：

一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑的方法，其特征在于，所述制備方法如下步驟：

（1）將油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；

（2）按照固液體積比1:2的比例，將油茶果殼加入到15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中進(jìn)行原位固定化改性反應(yīng)；

所述的原位固定化改性反應(yīng)，其條件是ph8-10，反應(yīng)溫度60-80℃，反應(yīng)時間2h；

（3）在步驟2）得到原位固定化改性的油茶果殼加入30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液中，煮沸10min后取出,備用；

氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液中氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:3～5；

（4）取質(zhì)量為油茶果殼20%-50%的乙酸酐和濃硫酸混合液，混勻至室溫，加入步驟3）得到的原位固定化改性的油茶果殼，再加入濃度為12mmol/l-20mmol/l質(zhì)量為油茶果殼30%的巰基乙酸，在30-60℃、攪拌條件下反應(yīng)0.5-3h；所述的乙酸酐和濃硫酸的質(zhì)量比為1:1～3。

（5）將步驟4）反應(yīng)體系放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)4-6h得到反應(yīng)生成物；取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得所述的一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。

本發(fā)明制備的吸附劑原料來源廣泛、、操作方便、制備快速、工藝條件容易控制，大大簡化了生產(chǎn)工藝過程,在使用過程中具有吸附容量高、成本低、操作簡單、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例子，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明對重金屬吸附容量的測算方法如下：將2g吸附劑加入到500ml含重金屬的溶液中，25℃條件下振蕩4h（吸附平衡）后，測定溶液中重金屬的濃度，依下式計算吸附容量。

qe=（c0-ce）v/w（mg/g）

其中：qe為吸附容量；c0為吸附前重金屬濃度（mg/l）；ce為吸附平衡后重金屬的濃度（mg/l）；w為吸附劑干重（g）；v為重金屬溶液的體積（l）。

實施例1

（1）將10kg油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；

（2）加入到20l的15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)ph值至8.5，于70℃條件下反應(yīng)2h，過濾，得到原位固定化改性的油茶果殼；（3）將原位固定化改性的油茶果殼加入到30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液（氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:3.5）中，煮沸10min后取出,備用；（4）加入2.5kg的乙酸酐和濃硫酸（乙酸酐和濃硫酸的物質(zhì)量比為1:2），混勻至室溫，加入原位固定化改性的油茶果殼，加入3kg濃度為15mmol/l的巰基乙酸，在50℃條件下反應(yīng)1.5h，停止攪拌。（5）取出反應(yīng)物放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)5h得到反應(yīng)生成物，取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。

該吸附劑對六價鉻離子的吸附量為156mg/g，對銅離子的吸附量為76mg/g，對鉛離子的吸附量為126mg/g。

實施例2

（1）將10kg油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；（2）加入到20l的15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)ph值至8.5，于70℃條件下反應(yīng)2h，過濾，得到原位固定化改性的油茶果殼；（3）將原位固定化改性的油茶果殼加入到30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液（氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:4.5）中，煮沸10min后取出,備用；（4）加入3.5kg的乙酸酐和濃硫酸（乙酸酐和濃硫酸的物質(zhì)量比為1:2），混勻至室溫，加入原位固定化改性的油茶果殼，加入3kg濃度為15mmol/l的巰基乙酸，在45℃條件下反應(yīng)2.5h，停止攪拌。（5）取出反應(yīng)物物放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)4.5h得到反應(yīng)生成物，取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。該吸附劑對六價鉻離子的吸附量為168mg/g，對銅離子的吸附量為76mg/g，對鉛離子的吸附量為126mg/g。

實施例3

（1）將10kg油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；（2）加入到20l的15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)ph值至8.5，于75℃條件下反應(yīng)2h，過濾，得到原位固定化改性的油茶果殼；（3）將原位固定化改性的油茶果殼加入到30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液（氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:3.5）中，煮沸10min后取出,備用；（4）加入2.5kg的乙酸酐和濃硫酸（乙酸酐和濃硫酸的物質(zhì)量比為1:2.5），混勻至室溫，加入原位固定化改性的油茶果殼，加入3kg濃度為12.5mmol/l的巰基乙酸，在55℃條件下反應(yīng)1h，停止攪拌。（5）取出反應(yīng)物物放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)5h得到反應(yīng)生成物，取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。

該吸附劑對六價鉻離子的吸附量為187mg/g，對銅離子的吸附量為85mg/g，對鉛離子的吸附量為132mg/g。

實施例4

（1）將10kg油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；（2）加入到20l的15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)ph值至9.5，于75℃條件下反應(yīng)2h，過濾，得到原位固定化改性的油茶果殼；（3）將原位固定化改性的油茶果殼加入到30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液（氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:4）中，煮沸10min后取出,備用；（4）加入3.5kg的乙酸酐和濃硫酸（乙酸酐和濃硫酸的物質(zhì)量比為1:2.5），混勻至室溫，加入原位固定化改性的油茶果殼，加入3kg濃度為17.5mmol/l的巰基乙酸，在50℃條件下反應(yīng)1.5h，停止攪拌。（5）取出反應(yīng)物物放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)5h得到反應(yīng)生成物，取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。該吸附劑對六價鉻離子的吸附量為159mg/g，對銅離子的吸附量為78mg/g，對鉛離子的吸附量為99mg/g。

實施例5

（1）將10kg油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；（2）加入到20l的15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)ph值至9，于75℃條件下反應(yīng)2h，過濾，得到原位固定化改性的油茶果殼；（3）將原位固定化改性的油茶果殼加入到30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液（氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:3.5）中，煮沸10min后取出,備用；（4）加入3.5kg的乙酸酐和濃硫酸（乙酸酐和濃硫酸的物質(zhì)量比為1:2），混勻至室溫，加入原位固定化改性的油茶果殼，加入3kg濃度為17.5mmol/l的巰基乙酸，在55℃條件下反應(yīng)1h，停止攪拌。（5）取出反應(yīng)物物放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)5h得到反應(yīng)生成物，取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。該吸附劑對六價鉻離子的吸附量為183mg/g，對銅離子的吸附量為93mg/g，對鉛離子的吸附量為137mg/g。

實施例6

（1）將10kg油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；（2）加入到20l的15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)ph值至8.5，于70℃條件下反應(yīng)2h，過濾，得到原位固定化改性的油茶果殼；（3）將原位固定化改性的油茶果殼加入到30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液（氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:4）中，煮沸10min后取出,備用；（4）加入4kg的乙酸酐和濃硫酸（乙酸酐和濃硫酸的物質(zhì)量比為1:1.5），混勻至室溫，加入原位固定化改性的油茶果殼，加入3kg濃度為15mmol/l的巰基乙酸，在35℃條件下反應(yīng)2.5h，停止攪拌。（5）取出反應(yīng)物物放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)5h得到反應(yīng)生成物，取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。該吸附劑對六價鉻離子的吸附量為185mg/g，對銅離子的吸附量為88mg/g，對鉛離子的吸附量為128mg/g。

實施例7

（1）將10kg油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；（2）加入到20l的15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)ph值至9，于65℃條件下反應(yīng)2h，過濾，得到原位固定化改性的油茶果殼；（3）將原位固定化改性的油茶果殼加入到30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液（氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:4.5）中，煮沸10min后取出,備用；（4）加入4kg的乙酸酐和濃硫酸（乙酸酐和濃硫酸的物質(zhì)量比為1:1.5），混勻至室溫，加入原位固定化改性的油茶果殼，加入3kg濃度為18mmol/l的巰基乙酸，在55℃條件下反應(yīng)1.2h，停止攪拌。（5）取出反應(yīng)物物放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)5h得到反應(yīng)生成物，取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。該吸附劑對六價鉻離子的吸附量為187mg/g，對銅離子的吸附量為85mg/g，對鉛離子的吸附量為119mg/g。

實施例8

（1）將10kg油茶果殼烘干、粉碎至30-50目；（2）加入到20l的15%質(zhì)量濃度的甲醛溶液中，調(diào)節(jié)ph值至9，于65℃條件下反應(yīng)2h，過濾，得到原位固定化改性的油茶果殼；（3）將原位固定化改性的油茶果殼加入到30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉和亞硫酸鈉混合液（氫氧化鈉和亞硫酸鈉的物質(zhì)量比為1:4.5）中，煮沸10min后取出,備用；（4）加入4.5kg的乙酸酐和濃硫酸（乙酸酐和濃硫酸的物質(zhì)量比為1:2.5），混勻至室溫，加入原位固定化改性的油茶果殼，加入3kg濃度為16mmol/l的巰基乙酸，在50℃條件下反應(yīng)2h，停止攪拌。（5）取出反應(yīng)物物放入100℃恒溫箱中，繼續(xù)讓其反應(yīng)5h得到反應(yīng)生成物，取出反應(yīng)生成物，分別用無水乙醇、去離子水洗滌后，在60-70℃條件下烘干即得一種利用油茶果殼接枝巰基乙酸制備金屬離子吸附劑成品。該吸附劑對六價鉻離子的吸附量為166mg/g，對銅離子的吸附量為88mg/g，對鉛離子的吸附量為116mg/g。

所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。