一种金属离子吸附材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种吸附材料，具体地说是一种用于吸收废水中金属 离子的吸附材料及其制备方法。它是将氨基多糖或油粕与多元醇、异 氰酸酯和发泡剂在催化剂的作用下，通过聚合反应负载在聚氨酯泡沫 交联网络中形成。它可以有效吸附废水中的金属离子，从根本上解决 重金属离子的污染问题。本发明专利技术对金属离子具有良好的吸附能力，它 将壳聚糖类及油粕类粉末负载在聚氨酯网络上，得到的新型多孔吸附 材料具有优良的物理化学性能、较高的表面积及良好的吸附能力，制 备方法简单，适用于大流量、低浓度的重金属离子废水处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种吸附材料，具体地说是一种用于吸收废水中金属 离子的吸附材料及其制备方法。技术背景冶金、电子、化工、纺织等行业易排放大流量、低浓度的含汞、 铅、锰、镉、铬等重金属离子废水，这些废水对环境的危害很大。由 于重金属离子含量较低， 一般采用混凝沉淀的方式，投加大量药剂， 将重金属离子从水中转移到污泥中，进而填埋处理。处理费用高，且 不能从根本上解决重金属离子污染的问题。吸附剂吸附法具有设备投资小，操作管理简便、运行成本低的特 点，较其它方法适宜于应用于大流量低浓度重金属离子的处理。该方 法的关键在于寻找和开发新型高效无毒、来源广泛、成本低廉、物理 化学性能稳定的吸附剂。已研究报道的吸附剂有很多种，其中壳聚糖 类(甲壳素和壳聚糖)和植物油生产过程中的副产物-油粕类(大豆 粕、油菜籽粕、棉籽粕等)来源广泛、价格低廉、无毒无副作用，其 结构中富含氨基、羟基及酰胺基等可与金属离子发生螯合作用的活性 官能团，对多种有毒有害重金属离子都具有良好的吸附作用。但这类 吸附剂是一种粉末状物质，它在吸附后很难从溶液中分离出来，并且 也很难作为填料填充于吸附柱中，限制了其在生产实际中的应用。因 此目前还没有比较好的吸附材料可以从根本上解决重金属离子的吸 附和污染的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种用于吸收废水 中重金属离子的吸附材料及其制备方法，它可以有效吸附废水中的金 属离子，从根本上解决重金属离子的污染问题。本专利技术的技术方案是这样实现的 一种用于吸收废水中金属离子的吸附材料，它是将氨基多糖或油粕与多元醇、异氰酸酯和发泡剂在催化 剂的作用下，通过聚合反应负载在聚氨酯泡沫交联网络中形成。其中所述的氨基多糖为甲壳素、壳聚糖或壳聚糖衍生物中的一种 或多种；所述的油粕为棉籽粕、菜子粕、大豆粕、葵花籽粕或花生粕 中的一种或多种；所述的多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚烯烃 多元醇或蓖麻油中的一种或多种；所述的多元醇分子量为400-4000g/mol;所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异 氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、六亚甲基异 氰酸酯或异佛二酮二异氰酸酯中的一种或多种；所述的发泡剂为水、 二氯甲垸或一氟三氯甲垸中的一种或两种；所述的催化剂为胺类化合 物和/或有机锡化合物，优选三乙烯二胺和辛酸亚锡混合物，采用上 述两种化合物作为催化剂反应时间短、效果好。本专利技术较好的技术方案是由下述的原料组分，按重量份数制备而成壳聚糖或油粕20-80、多元醇50-150、催化剂0.15-1.5、泡沫稳 定剂l-5、发泡剂1-25、开孔剂1-10、异氰酸酯50-200。本专利技术更好的技术方案是催化剂由0.05-0.5的三乙烯二胺为和 0.1-1.0的辛酸亚锡混合而成。本专利技术的制备方法包括以下步骤(1) 、将氨基多糖或油粕进行粉碎、磨浆、干燥，制成粒径为 0.01-200um粉末；(2) 、将干燥好的粉末与多元醇充分混合均匀；(3) 、在混合均匀的物料中加入发泡剂和催化剂；(4) 、再加入异氰酸酯混合均匀后倒入发泡箱中发泡，发泡结束后 60—100。C熟化处理0.5—2小时。在此过程中，异氰酸酯基将与多元醇发生聚合反应，生成聚氨酯 交联网络状结构，同时油粕及壳聚糖粉末中的氨基、羟基等活性官能 团也与异氰酸酯基发生化学反应，壳聚糖类及油粕类粉末被固定在在 聚氨酯交联网络中，使材料具有高开孔率的海绵状结构。本专利技术对金属离子具有良好的吸附能力，它将壳聚糖类及油粕类 粉末负载在聚氨酯网络上，得到的新型多孔吸附材料具有优良的物理 化学性能、较高的表面积及良好的吸附能力，制备方法简单，适用于 大流量、低浓度的重金属离子废水处理。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步描述 实施例1将壳聚糖粉碎后，加入水在磨浆机中磨浆处理，得到的浆料过滤，滤料在5(TC下真空干燥24小时，得到壳聚糖粉末。将干燥好的壳聚 糖粉末40.0g与聚醚多元醇PPG (Mn=2000g/mol) 50g混合均匀，加 入水2g，加入硅油BF2370 1.4g作为泡沫稳定齐lJ，聚氧化乙烯甘油醚 (羟值160 180mgKOH/g)5g，三乙烯二胺0.45g和辛酸亚锡0.25g 作为催化剂，甲苯二异氰酸酯(TDI,80/20) 80g,在室温下将上述原 料搅拌均匀倒入发泡箱中发泡，发泡结束后于真空烘箱中8(TC熟化 处理2小时。 实施例2将甲壳素粉碎后，加入水在磨浆机中磨浆处理，得到的浆料过滤， 滤料在6(TC下真空干燥24小时。将干燥好的甲壳素粉末40.0g与己 二酸一縮乙二醇聚酯(Mn-lOOO g/mol)100.0g混合均匀，加入水2.7g、 一氟三氯甲烷2.0g作为发泡剂，硅油BF2370 1.4g作为泡沫稳定剂， 聚氧化乙烯甘油醚(羟值160 180mgKOH/g)5.0g作为开孔剂，三乙 烯二胺0.2g、 二乙醇胺0.4g和辛酸亚锡0.25g作为催化剂，多亚甲 基多苯基异氰酸酯(PAPI) 100.0g,在室温下将上述原料搅拌均匀倒入 发泡箱中发泡，发泡结束后于真空烘箱中100。C熟化处理2小时。 实施例3将大豆粕粉碎，加入水在磨浆机中磨浆处理，得到的浆料过滤， 滤料在60t:下真空干燥48小时。将干燥好的大豆粕粉末80.0g与聚 醚多元醇PPG (Mn=2000 g/mol) 100.0g混合均匀，加入水6.0g，硅 油BF2370 1.4g，聚氧化乙烯甘油醚(羟值160 180mgKOH/g)5g，三乙烯二胺0.45g,辛酸亚锡0.25g,多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI) 90.0g,在室温下将上述原料搅拌均匀倒入发泡箱中发泡，发泡结束后 6(TC熟化处理30分钟。 实施例4将棉籽粕粉碎，加入一定量的水在磨浆机中磨浆处理，得到的浆 料过滤，滤料在6(TC下真空干燥48小时。将干燥好的棉籽粕粉末 50.0g与聚醚多元醇PPG(Mn-2000) 100.0g混合均匀，加入水3.2g， 二氯甲垸2.2g作为发泡剂，硅油BF2370 1.5g作为泡沫稳定剂，液体 石蜡4.0g作为开孔剂，三乙烯二胺0.45g和辛酸亚锡0.25g作为催 化剂，多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI) 80.0g，在室温下将上述原料 搅拌均匀倒入发泡箱中发泡，发泡结束后6(TC熟化处理30分钟。 实施例5将菜籽粕粉碎，加入水在磨浆机中磨浆处理，得到的浆料过滤， 滤料在6(TC下真空干燥48小时。将干燥好的菜籽粕粉末50.0g与聚 醚多元醇PPG (Mn=1000 g/mol) lOO.Og混合均匀，加入水6.0g作为发 泡剂，硅油BF2370 1.5g作为泡沫稳定剂，聚氧化乙烯甘油醚(羟值 160 180mgKOH/g)5.0g作为开孔剂，三乙烯二胺0.45g和辛酸亚锡 0.25g作为催化剂，甲苯二异氰酸酯(TDI, 80/20) 80.0g在室温下将 上述原料搅拌均匀倒入发泡箱中发泡，发泡结束后6(TC熟化处理30 分钟。 实施例6将菜籽粕粉碎，加入水在磨浆机中磨浆处理，得到的浆料过滤， 滤料在6(TC下真空干燥48小时。将干燥好的壳聚糖粉末50g与100g 蓖麻油混合均匀，加入水/二甲基乙醇胺/表面活性剂OP-10(重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于吸收废水中金属离子的吸附材料，它是将氨基多糖或油粕与多元醇、异氰酸酯和发泡剂在催化剂的作用下，通过聚合反应负载在聚氨酯泡沫交联网络中形成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继延，刘学清，张远方，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：83