一种甘薯渣重金属离子捕集剂及其制备方法技术

技术编号:15284199 阅读:95 留言:0更新日期:2017-05-06 13:53
本发明专利技术涉及一种甘薯渣重金属离子捕集剂及其制备方法。以甘薯提取淀粉以后剩余的残渣为原料,将其通过碱化溶胀,加入交联剂交联,以及再加入二硫化碳反应将其改性为具备捕集重金属离子能力的甘薯渣黄原酸酯。本发明专利技术使用了廉价且来源广泛的原料,制备高附加值的产品,工艺简单便于工业化生产。

Sweet potato residue heavy metal ion trapping agent and preparation method thereof

The invention relates to a sweet potato residue heavy metal ion trapping agent and a preparation method thereof. To the residue after extraction of sweet potato starch as raw material, through the alkali swelling, cross-linking agent and cross-linking, adding the modified reagent for trapping ability of heavy metal ions of sweet potato residue xanthate. The invention uses cheap and widely available raw materials to produce products with high added value, and the process is simple and convenient for industrial production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甘薯渣重金属离子捕集剂及其制备方法,属于高分子化学领域。
技术介绍
甘薯渣是甘薯提取淀粉以后剩余的固体废物。由于产生量大且比较集中,因此长期以来甘薯渣除了少量作为饲料以外,多数都露天堆放自然降解,不仅没有充分的利用资源,还造成了比较严重的环境问题。如果能将其利用起来制备成高附加值的产品既能产生经济效益,同时有利于环境保护。上个世纪70年代,人们发现淀粉的黄原酸酯具有很好的吸附重金属离子的能力,从而使淀粉黄原酸酯成为一种重要的吸附材料,专门用于一些重金属离子含量高的工业废水的处理。这类重金属捕集剂具有用量少,捕集快、重金属离子易回收等优点。淀粉黄原酸酯制备原理是,让淀粉的羟基与二硫化碳反应,在其羟基上连接具有吸附重金属离子能力的黄原酸酯。大量使用淀粉作原料制备金属离子捕集剂存在价格高,消耗粮食的问题。从化学角度上看,甘薯渣中淀粉含量在20~50%之间。除了淀粉以外,其它组成是相对比较致密,溶解性很差的纤维素和半纤维素等。这些非淀粉的成分也是具有大量羟基基团的多糖,同样可以通过与二硫化碳反应产生在羟基上连上黄原酸酯基团。同时非淀粉的成分结构致密,溶解性差,通过与淀粉成分的交联还帮助起到降低溶解性的作用,因此利用上文提到的制备甘薯淀粉剩余的甘薯渣为原料可以制备出性能优良的甘薯渣黄原酸酯。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述问题,提供一种甘薯渣重金属离子捕集剂及其制备方法,用甘薯渣为原料,首先用氢氧化钠浸泡使得各种多糖成分溶胀。然后加入交联剂使淀粉链间、淀粉与其它多糖间的羟基通过交联剂发生交联。然后加入二硫化碳,在羟基上形成黄原酸酯,使原料改性成为一种高质量的吸附材料。本制备方法工艺简单,产品性能良好。本专利技术所述的甘薯渣重金属离子捕集剂具备以下特征:其直接原料为甘薯渣,是生产甘薯淀粉的废弃物,其淀粉含量一般在10~50%之间。所述的甘薯渣重金属离子捕集剂的制备方法其包括以下步骤:1.甘薯渣的粉碎:将干燥且粉碎到60目或更细;2.将粉碎的甘薯渣与交联剂在适当条件下反应制备交联甘薯渣:比如将甘薯渣与等质量的5~20%的氢氧化钠溶液混合,室温浸泡10~20小时进行碱化处理,然后向体系加水,将氢氧化钠稀释到占所含液体质量的4%左右,按照每克甘薯渣0.05~1.0g的比例加入交联剂环氧氯丙烷,室温下反应10~20小时;再如将甘薯渣与等质量的5~20%的氢氧化钠溶液混合,室温浸泡10~20小时进行碱化处理,然后向体系加水,将氢氧化钠稀释到占所含液体质量的4%左右,按照每克甘薯渣0.05~1.0g的比例加入三氯氧磷,在20~50℃下反应5~20小时得到交联甘薯渣;又如将甘薯渣与等质量的5~20%的氢氧化钠溶液混合,然后调节混合物种液体的pH为1.5~5.5,之后按照每克甘薯渣0.05~0.15g的比例加入甲醛,在20~50℃下反应5~20小时得到交联甘薯渣;3.按照每克甘薯渣0.05~2mL的比例加入二硫化碳,在常温下反应10~20小时;之后抽滤得到固体,常温下风干得到产品。与现有技术相比本专利技术具有以下优点:1.原料来源广泛,价格低廉,与淀粉黄原酸酯相比,大幅度降低了成本;2.充分利用了甘薯渣中纤维、半纤维素等成分的在水中不溶解、难以溶胀的特点,将这些多糖与淀粉等进行交联,制备不溶性的黄原酸酯;3.整个工艺简单,操作方便,多数操作过程在常温下进行,对设备要求低,操作难度不高;4.变废为宝,将污染环境的农业生产的废弃物变成性能良好的重金属捕集剂。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明,但不能作为对本专利技术的限定。实例1将干燥且粉碎到60目的甘薯渣与等质量的20%的氢氧化钠溶液混合,室温浸泡10小时进行碱化处理;然后向体系加水,将氢氧化钠稀释到占液体质量的4%左右,按照每克甘薯渣0.05g的比例加入交联剂环氧氯丙烷,室温下反应10小时进行交联;之后按照向体系中按照每克甘薯渣1mL的比例加入二硫化碳,在常温下反应10小时;之后抽滤得到固体,常温下风干得到产品。其对铅离子的吸附能力达到250mg/g。实例2将干燥且粉碎到60目的甘薯渣与等质量的5%的氢氧化钠溶液混合,室温浸泡20小时进行碱化处理;然后向体系加水,将氢氧化钠稀释到4%左右,按照每克甘薯渣0.1g的比例加入交联剂三氯氧磷,室温下反应20时进行交联;之后按照向体系中按照每克甘薯渣2mL的比例加入二硫化碳,在常温下反应20小时;之后抽滤得到固体,常温下风干得到产品。其对铅离子的吸附能力达到270mg/g。实例3将干燥且粉碎到60目的甘薯渣与等质量的5%的氢氧化钠溶液混合,室温浸泡15小时进行碱化处理;然后向体系加盐酸,将所含液体的pH调节到3,按照每克原料0.1g的比例加入交联剂甲醛,38℃下反应10小时进行交联;之后再用NaOH将pH调节到10,按照每克甘薯渣0.05mL的比例加入二硫化碳,在常温下反应15小时;之后抽滤得到固体,常温下风干得到产品。其对铅离子的吸附能力达到247mg/g。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甘薯渣重金属离子捕集剂,其特征在于使用的原料是甘薯淀粉提取以后剩余的残渣。

【技术特征摘要】
1.一种甘薯渣重金属离子捕集剂,其特征在于使用的原料是甘薯淀粉提取以后剩余的残渣。2.一种甘薯渣重金属离子捕集剂的制备方法为将甘薯渣通过交联以及与二硫化碳反应改性成甘薯渣黄原酸酯。3.根据权利要求3所述的一种甘薯...

【专利技术属性】
技术研发人员:张志国
申请(专利权)人:中国科学院大学
类型:发明
国别省市:北京;11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1