一种玻璃纤维改性的生物质吸附剂及其制备方法技术

一种玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：玉米秸秆、花生壳、甲醛、硫酸溶液、玻璃纤维、石英粉、硝酸锰、硫酸铜、3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、二乙基二硫代氨基甲酸钠、硅酸钠份、乙酸钠、无水乙醇、对苯二甲酸二甲酯、1，2‑丙二醇、季戊四醇、钛酸四异丙酯、2,2‑二羟基甲基丙酸、丙酮、甲醇、去离子水适量。本发明专利技术的吸附剂具有粒径大、成本低、绿色环保、易回收和吸附性能良好的特点。

Glass fiber modified biomass adsorbent and preparation method thereof

A glass fiber modified biomass adsorbent, characterized by the following raw materials prepared by corn straw, peanut shell, formaldehyde, sulfuric acid, glass fiber, quartz powder, manganese nitrate, copper sulfate, 3 (Methacryloyloxy) propyltrimethoxysilane, two ethyl two dithiocarbamate sodium, sodium silicate, sodium acetate, anhydrous ethanol, terephthalic acid methyl two, 1, 2 propylene glycol, pentaerythritol, four isopropyl titanate, 2,2 two hydroxy propionic acid, acetone, methanol and deionized water amount. The adsorbent of the invention has the characteristics of large particle size, low cost, green environment protection, easy recovery and good adsorption performance.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维改性的生物质吸附剂及其制备方法
本专利技术属于吸附剂
，具体涉及一种玻璃纤维改性的生物质吸附剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，采用各种天然生物质资源或者衍生物作为吸附剂的生物吸附法得到迅速发展，这种生物质吸附剂不但无毒无害，生物相容，成本低廉，而且使用后的生物质吸附剂可以生物降解，是一种优良的绿色吸附材料。将生物质用于吸附溶液中的金属离子，一方面是由于其物理结构上孔隙度较高，比表面积较大，可以与金属离子发生物理吸附；另一方面，生物质的成分主要为纤维素，半纤维素，果胶，木质素，这些成分的结构中含有丰富的官能团，如-COOH、-OH、-NH2等，可以通过离子交换、螯合等方式吸附金属离子。作者张继义等人在《秸秆生物碳质吸附剂的制备及其吸附性能》一文中，该研究以小麦秸秆为生物质材料，通过中低温区间限氧升温熔融碳化方法制备生物碳质吸附剂，并以铜离子为例，研究吸附剂对废水中重金属的吸附性能。虽然该吸附剂吸附选择性好但是吸附容量小，再生困难。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种玻璃纤维改性的生物质吸附剂及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：玉米秸秆100份、花生壳40-50份、甲醛80-100份、硫酸溶液300-400份、玻璃纤维25-30份、石英粉15-20份、硝酸锰12-15份、硫酸铜15-20份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷8-10份、二乙基二硫代氨基甲酸钠6-8份、硅酸钠6-8份、乙酸钠12-15份、无水乙醇800-1000份、对苯二甲酸二甲酯50-60份、1，2-丙二醇30-40份、季戊四醇20-30份、钛酸四异丙酯10-12份、2,2-二羟基甲基丙酸12-15份、丙酮300-400份、甲醇1000-1200份、去离子水适量。所述的玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其特征在于，其由如下步骤制备而成：（1）先将玉米秸秆切割成1-2cm的小段，花生壳粉碎成300-400目的颗粒，混合均匀，用去离子水清洗3-5次后放入烘箱中，60-65℃下烘干，待冷却至室温后，置于干燥器中备用；将清洗烘干后的混合物置于反应容器中，加入甲醛和硫酸溶液，置水浴锅中加热回流8-10h后，抽滤，滤饼用去离子水洗至pH=5.5-6.5，最后在45-50℃下真空干燥20-24h，置于干燥器中备用；（2）将玻璃纤维短切后和步骤（1）的产物混合均匀，研磨至得到150-200目粉末，加入石英粉、硝酸锰、硫酸铜混合，继续研磨30-45min，至分散均匀，将分散均匀的混合物加入到硅酸钠、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、二乙基二硫代氨基甲酸钠和相当于二乙基二硫代氨基甲酸钠重量份8-10倍的去离子水，加热回流3-4h，用去离子水洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤2-3次，在45-50℃下真空干燥至恒重备用；（3）将对苯二甲酸二甲酯、1，2-丙二醇、季戊四醇和步骤（2）的产物加入到高压釜中，混合均匀后加入乙酸钠，通氮气，在氮气气氛下，在600-800转/min的搅拌速率下升高温度至70-80℃，搅拌反应2-3h，再加入钛酸四异丙酯和2,2-二羟基甲基丙酸，在2800-3000转/min的搅拌速率下升高温度至180-200℃，继续搅拌反应10-12h，冷却至室温，加入丙酮，继续搅拌1-2h，再加入甲醇，静置沉降8-10h，过滤，60-80℃真空干燥10-12h，得到玻璃纤维改性的生物质吸附剂。所述的玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其特征在于，所述的硫酸溶液的浓度为1.0-1.2mol/L。本专利技术的有益效果是：本专利技术首先利用甲醛缩合改性玉米秸秆和花生壳，使得其表面羟甲基化；再通过硅氧烷接枝耦合以及利用二乙基二硫代氨基甲酸钠引入巯基，最后在其表面原位聚合包覆一层聚酯聚合物，得到本专利技术的生物质吸附剂；本专利技术使用玉米秸秆和花生壳等生物质材料为原料，制备生物质吸附剂，不但无毒无害，生物相容，成本低廉，而且使用后的生物质吸附剂可以生物降解，是一种优良的绿色吸附材料。本专利技术还添加玻璃纤维，增加了吸附剂的比表面积，提高了吸附剂的吸附容量；本专利技术引入巯基，增加了吸附剂的吸附选择性；本专利技术的吸附剂表面的聚酯聚合物不仅使得吸附剂能够吸附工业污水中的重金属阳离子，还能吸附有机物污染；本专利技术的吸附剂具有粒径大、成本低、绿色环保、易回收和吸附性能良好的特点。具体实施方式本实施例的玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其由如下重量份的原料制备而成：玉米秸秆100份、花生壳50份、甲醛100份、硫酸溶液400份、玻璃纤维30份、石英粉20份、硝酸锰15份、硫酸铜20份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷10份、二乙基二硫代氨基甲酸钠8份、硅酸钠8份、乙酸钠15份、无水乙醇800份、对苯二甲酸二甲酯60份、1，2-丙二醇30份、季戊四醇20份、钛酸四异丙酯12份、2,2-二羟基甲基丙酸15份、丙酮400份、甲醇1000份、去离子水适量。本实施例的玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其由如下步骤制备而成：（1）先将玉米秸秆切割成1-2cm的小段，花生壳粉碎成300目的颗粒，混合均匀，用去离子水清洗3次后放入烘箱中，65℃下烘干，待冷却至室温后，置于干燥器中备用；将清洗烘干后的混合物置于反应容器中，加入甲醛和硫酸溶液，置水浴锅中加热回流10h后，抽滤，滤饼用去离子水洗至pH=5.5-6.5，最后在50℃下真空干燥24h，置于干燥器中备用；（2）将玻璃纤维短切后和步骤（1）的产物混合均匀，研磨至得到200目粉末，加入石英粉、硝酸锰、硫酸铜混合，继续研磨45min，至分散均匀，将分散均匀的混合物加入到硅酸钠、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、二乙基二硫代氨基甲酸钠和相当于二乙基二硫代氨基甲酸钠重量份10倍的去离子水，加热回流4h，用去离子水洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤3次，在50℃下真空干燥至恒重备用；（3）将对苯二甲酸二甲酯、1，2-丙二醇、季戊四醇和步骤（2）的产物加入到高压釜中，混合均匀后加入乙酸钠，通氮气，在氮气气氛下，在800转/min的搅拌速率下升高温度至80℃，搅拌反应3h，再加入钛酸四异丙酯和2,2-二羟基甲基丙酸，在3000转/min的搅拌速率下升高温度至200℃，继续搅拌反应12h，冷却至室温，加入丙酮，继续搅拌2h，再加入甲醇，静置沉降10h，过滤，80℃真空干燥12h，得到玻璃纤维改性的生物质吸附剂。用本实施例所制得的生物质吸附剂对浓度为20mg/L的分别含Cr3+、Cd2+、Pb2+以及甲基橙废水进行吸附处理，在本实施例吸附剂投加量为1g/L、250r/min的搅拌转速和吸附时间为2h的条件下，废水中Cu2+、Cd2+、Pb2+以及甲基橙的去除率均大于90%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：玉米秸秆100份、花生壳40‑50份、甲醛80‑100份、硫酸溶液300‑400份、玻璃纤维25‑30份、石英粉15‑20份、硝酸锰12‑15份、硫酸铜15‑20份、3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷8‑10份、二乙基二硫代氨基甲酸钠6‑8份、硅酸钠6‑8份、乙酸钠12‑15份、无水乙醇800‑1000份、对苯二甲酸二甲酯50‑60份、1，2‑丙二醇30‑40份、季戊四醇20‑30份、钛酸四异丙酯10‑12份、2,2‑二羟基甲基丙酸12‑15份、丙酮300‑400份、甲醇1000‑1200份、去离子水适量。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：玉米秸秆100份、花生壳40-50份、甲醛80-100份、硫酸溶液300-400份、玻璃纤维25-30份、石英粉15-20份、硝酸锰12-15份、硫酸铜15-20份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷8-10份、二乙基二硫代氨基甲酸钠6-8份、硅酸钠6-8份、乙酸钠12-15份、无水乙醇800-1000份、对苯二甲酸二甲酯50-60份、1，2-丙二醇30-40份、季戊四醇20-30份、钛酸四异丙酯10-12份、2,2-二羟基甲基丙酸12-15份、丙酮300-400份、甲醇1000-1200份、去离子水适量。2.根据权利要求书1所述的玻璃纤维改性的生物质吸附剂，其特征在于，其由如下步骤制备而成：（1）先将玉米秸秆切割成1-2cm的小段，花生壳粉碎成300-400目的颗粒，混合均匀，用去离子水清洗3-5次后放入烘箱中，60-65℃下烘干，待冷却至室温后，置于干燥器中备用；将清洗烘干后的混合物置于反应容器中，加入甲醛和硫酸溶液，置水浴锅中加热回流8-10h后，抽滤，滤饼用去离子水洗至pH=5.5-6.5，最后在45-50℃下真空干燥20-24h...

【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