一种巯基木质纤维素‑蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种巯基木质纤维素‑蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法，其特征在于，以小麦秸秆、ZnCl2、柠檬酸、N,N‑二甲基甲酰胺、壳聚糖、环氧氯丙烷、乙二胺、吡啶、三乙胺、海藻酸钠、CaCl2、FeSO4、FeCl3、巯基乙酸、乙酸酐、木质纤维素、蒙脱土等为原料。本发明专利技术在N,N‑二甲基甲酰胺中，采用柠檬酸、壳聚糖对生物质颗粒进行改性；用吡啶进行催化、协同乙二胺交联改性，制备出生物质吸附剂，具有很高的吸附容量；以FeSO4和FeCl3为原料，合成了具有磁性的Fe3O4，负载于生物质颗粒表面，并采用海藻酸钠进行包埋，制备出磁性生物质吸附剂；得到一种巯基木质纤维素‑蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂。

A preparation method of mercapto lignocellulose montmorillonite composite magnetic biomass adsorbent

The invention discloses a method for preparing mercapto lignocellulose montmorillonite composite magnetic biosorbent, characterized by wheat straw, ZnCl2, citric acid, N, N two methyl formamide, chitosan, epichlorohydrin, ethylene diamine, pyridine and triethylamine, three sodium alginate, CaCl2, FeSO4 FeCl3, mercapto acetic acid, acetic anhydride, lignocellulose, montmorillonite as raw materials. The present invention in N, N two DMF, using citric acid and chitosan on the biomass particles were modified with pyridine; catalytic CO ethylene diamine crosslinking modification was prepared by physical adsorbent has high adsorption capacity; using FeSO4 and FeCl3 as raw materials, with magnetic Fe3O4 synthesis load on the particle surface, biomass, and the use of sodium alginate embedding, preparemagnetic biomass adsorbent; get a mercapto lignocellulosic biomass magnetic montmorillonite composite adsorbent.

【技术实现步骤摘要】
一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法
本专利技术涉及一种吸附剂的制备方法，具体涉及一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法。
技术介绍
随着现代工业的快速发展，水资源的污染日渐严重，其中，最严重的是重金属污染问题。我国拥有大量的生物质资源，其中，农业废弃物是一种可再生生物质资源，被制备成各种吸附剂，用来去废水、污水中的重金属离子污染物。陈钰在其博士研究生学位论文《生物质材料对重金属污染物铜的吸附研究》中，利用稻秆、麦秸、玉米稻、花生壳四种生物质为原材料，分别通过粉碎、炭化、改性制成了原生材料、炭黑材料以及改性材料三类吸附剂，生物质原材料经过高温炭化后，从无孔吸附材料变成了多孔吸附材料，分别研究了它们对Cu2+的吸附。但是存在吸附性不强，且吸附范围太过局限。本专利技术将生物质原料经过ZnCl2协同微波辐射改性后，使得纤维类物质形成丰富的孔隙，比表面积大大增加；在N,N-二甲基甲酰胺中，采用柠檬酸、壳聚糖对生物质颗粒进行改性，柠檬酸能有效的提高吸附剂对重金属离子的吸附效果，壳聚糖对重金属离子具有一定的捕捉能力；用吡啶进行催化改性，协同乙二胺交联改性，制备出生物质吸附剂，其具有很高的吸附容量；以FeSO4和FeCl3为原料，合成了具有磁性的Fe3O4，负载于生物质颗粒表面，并采用海藻酸钠进行包埋，制备出磁性生物质吸附剂；得到一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法，依照该工艺制备的吸附剂吸附效果好、再生性好。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：小麦秸秆40-55，ZnCl22-5，柠檬酸3-6，N,N-二甲基甲酰胺4-7，壳聚糖2-4，环氧氯丙烷2-5，乙二胺3-5，吡啶2-3，三乙胺3-5，海藻酸钠3-5，CaCl22-4，FeSO44-5，FeCl33-4，巯基乙酸4-6，乙酸酐2-3，木质纤维素1-2，蒙脱土3-5，乙酸、稀H2SO4、氨水、乙醇、蒸馏水、NaOH水溶液适量。一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：a.将小麦秸秆用水冲洗干净，于100-110℃烘干，粉碎、过筛，收集直径在0.1-0.5mm的生物质颗粒；b.将ZnCl21:2-4溶于水，把a中所得物料加入其中浸泡5-9h，然后在600-700W的微波下活化5-10min，加入乙酸、稀H2SO4，100-110℃加热回流2-3h，冷却后抽滤，醇洗、水洗至中性，55-110℃烘干至恒重；c.将柠檬酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，与b中所得物料混合浸渍6-10h，加热至80-120℃搅拌3-4h，抽滤，将滤液与壳聚糖混合，加热至50-80℃搅拌1-2h，调pH为8-10，冷却、抽滤、水洗至中性，将滤渣在50-80℃烘干、粉碎；d.将c中所得物料与环氧氯丙烷混合，于90-110℃水浴加热搅拌反应1-2h后，加入乙二胺、吡啶、三乙胺，恒温搅拌反应2-3h，调pH至中性，抽滤，水洗、醇洗3-5次，于50-60℃烘干至恒重，得生物质吸附剂；e.将巯基乙酸、乙酸酐、木质纤维素混合均匀，40-60℃水浴反应4-8h，40-50℃烘干，1:25-35加入NaOH水溶液中，得A液；向蒙脱土中1:30-40加入水，与A液混合均匀，加热至60-70℃，搅拌反应4-6h，产物洗涤至中性，100-120℃干燥5-8h；f.将FeSO4和FeCl3加入蒸馏水中，加入d、e中所得物料，N2保护下搅拌均匀，缓慢滴加氨水、海藻酸钠、CaCl2和蒸馏水，水浴加热至40-60℃反应2-3h，冷却至室温，调pH至中性，抽滤，水洗3-5次，60-80℃干燥至恒重，研磨后得到一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂。本专利技术的反应机理如下：（1）生物质原料经过ZnCl2协同微波辐射改性后，使得纤维类物质形成丰富的孔隙，比表面积大大增加。（2）柠檬酸性质优良、廉价易得，能有效的提高吸附剂对重金属离子的吸附效果，在N,N-二甲基甲酰胺中，采用柠檬酸对生物质颗粒进行改性；壳聚糖具有良好的生物相容性、可降解性，且富含氨基和羟基，对重金属离子具有一定的捕捉能力。（3）用吡啶进行催化改性，协同乙二胺交联改性，制备出生物质吸附剂，其具有很高的吸附容量，乙二胺交联法引入了更多含氮基官能团，改性后的小麦秸秆吸附剂的表面引入了带正电荷的胺基基团。（4）本专利技术以巯基乙酸、乙酸酐、木质纤维素为原料，制得了巯基木质纤维素，将其插层进入蒙脱土的片层之间，提高了吸附剂对废水中重金属离子的吸附效果，吸附操作简便，吸附量高。（5）以FeSO4和FeCl3为原料，合成了具有磁性的Fe3O4，负载于生物质颗粒表面，并采用海藻酸钠进行包埋，制备出磁性生物质吸附剂，其具有较强的磁性，在外加磁场的作用下，能快速地实现固液分离和回收，简化了重金属离子吸附的后续处理。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法，由下述重量份(g)的原料制得：小麦秸秆55，ZnCl25，柠檬酸6，N,N-二甲基甲酰胺7，壳聚糖4，环氧氯丙烷5，乙二胺5，吡啶3，三乙胺5，海藻酸钠5，CaCl24，FeSO45，FeCl34，巯基乙酸6，乙酸酐3，木质纤维素2，蒙脱土5，乙酸、稀H2SO4、氨水、乙醇、蒸馏水、NaOH水溶液适量。一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：a.将小麦秸秆用水冲洗干净，于100-110℃烘干，粉碎、过筛，收集直径在0.1-0.5mm的生物质颗粒；b.将ZnCl21:2溶于水，把a中所得物料加入其中浸泡5h，然后在600-700W的微波下活化10min，加入乙酸、稀H2SO4，100-110℃加热回流2h，冷却后抽滤，醇洗、水洗至中性，80-90℃烘干至恒重；c.将柠檬酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，与b中所得物料混合浸渍8h，加热至90-110℃搅拌3h，抽滤，将滤液与壳聚糖混合，加热至70-80℃搅拌1h，调pH为8-9，冷却、抽滤、水洗至中性，将滤渣在60-70℃烘干、粉碎；d.将c中所得物料与环氧氯丙烷混合，于90-100℃水浴加热搅拌反应1h后，加入乙二胺、吡啶、三乙胺，恒温搅拌反应2h，调pH至中性，抽滤，水洗、醇洗3次，于50-60℃烘干至恒重，得生物质吸附剂；e.将巯基乙酸、乙酸酐、木质纤维素混合均匀，50-60℃水浴反应6h，40-50℃烘干，1:30加入NaOH水溶液中，得A液；向蒙脱土中1:35加入水，与A液混合均匀，加热至60-70℃，搅拌反应4h，产物洗涤至中性，110-120℃干燥5h；f.将FeSO4和FeCl3加入蒸馏水中，加入d、e中所得物料，N2保护下搅拌均匀，缓慢滴加氨水、海藻酸钠、CaCl2和蒸馏水，水浴加热至50-60℃反应2h，冷却至室温，调pH至中性，抽滤，水洗3次，70-80℃干燥至恒重，研磨后得到一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂。上述实施例制备的一种巯基木质纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巯基木质纤维素‑蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法，其特征在于，由下述重量份的原料制得：小麦秸秆40‑55，ZnCl2 2‑5，柠檬酸3‑6，N,N‑二甲基甲酰胺4‑7，壳聚糖2‑4，环氧氯丙烷2‑5，乙二胺3‑5，吡啶2‑3，三乙胺3‑5，海藻酸钠3‑5，CaCl2 2‑4，FeSO4 4‑5，FeCl3 3‑4，巯基乙酸4‑6，乙酸酐2‑3，木质纤维素1‑2，蒙脱土3‑5，乙酸、稀H2SO4、氨水、乙醇、蒸馏水、NaOH水溶液适量。

【技术特征摘要】
1.一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法，其特征在于，由下述重量份的原料制得：小麦秸秆40-55，ZnCl22-5，柠檬酸3-6，N,N-二甲基甲酰胺4-7，壳聚糖2-4，环氧氯丙烷2-5，乙二胺3-5，吡啶2-3，三乙胺3-5，海藻酸钠3-5，CaCl22-4，FeSO44-5，FeCl33-4，巯基乙酸4-6，乙酸酐2-3，木质纤维素1-2，蒙脱土3-5，乙酸、稀H2SO4、氨水、乙醇、蒸馏水、NaOH水溶液适量。2.根据权利要求1所述的一种巯基木质纤维素-蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：a.将小麦秸秆用水冲洗干净，于100-110℃烘干，粉碎、过筛，收集直径在0.1-0.5mm的生物质颗粒；b.将ZnCl21:2-4溶于水，把a中所得物料加入其中浸泡5-9h，然后在600-700W的微波下活化5-10min，加入乙酸、稀H2SO4，100-110℃加热回流2-3h，冷却后抽滤，醇洗、水洗至中性，55-110℃烘干至恒重；c.将柠檬酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，与b中所得物料混...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛文双，
申请(专利权)人：凤台县双利生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34