一种重金属离子吸附构件制造技术

本实用新型专利技术属于生态污染治理技术领域，提供了一种重金属离子吸附构件。本实用新型专利技术提供的重金属离子吸附构件包括第一多孔衬底以及设于所述第一多孔衬底至少一个表面上的壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜。本实用新型专利技术利用壳聚糖或壳聚糖衍生物的静电纺丝纤维膜来实现对重金属离子的吸附，同时解决吸附后的材料回收和再利用问题。本实用新型专利技术所提供的吸附构件，可实现安全、快捷、高效地吸附重金属离子，且整个吸附过程成本低、操作简单。

A heavy metal ion adsorption component

【技术实现步骤摘要】
一种重金属离子吸附构件
本技术属于生态污染治理
，特别涉及一种重金属离子吸附构件。
技术介绍
根据最新的《全国土壤污染状况调查公报》报道，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，污染类型以无机重金属离子污染物为主。随着国家《土壤污染防治行动计划》的颁布，土壤污染治理成为环境污染防治领域的重要内容。目前，土壤重金属离子修复技术主要包括异位修复法、生物修复法、电动修复法和热处理法等。土壤异位修复成本较高因而不宜大范围使用，电动修复法能耗大，易引起土壤肥力减弱，热处理法容易导致土壤丧失本来具有的生态功能。生物修复法虽然，植物修复法处理成本低，适用于大面积处理，但漫长的处理周期阻碍了其发展。随着微纳米材料的兴起，各种微纳米材料用于土壤重金属离子吸附的也屡见报道，例如中国专利CN109652085A报道了一种利用改性聚丙烯腈纤维去除土壤中六价铬污染的方法，但是聚丙烯腈极易造成土壤的二次污染。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种重金属离子吸附构件。为解决上述技术问题，本技术的实施方式所提供的重金属离子吸附构件，包括第一多孔衬底以及设于所述第一多孔衬底至少一个表面上的壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜。本技术的重金属离子吸附构件中，在第一多孔衬底至少一个表面上的壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜。其中，壳聚糖或壳聚糖衍生物分子中的氨基、羟基和其他基团能与许多金属离子(如Hg2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+等)形成稳定的螯合物，实现对重金属离子的吸附；利用壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜来实现对重金属离子的吸附，吸附过程安全、快捷、高效且成本低，此外，还可解决吸附后的材料回收问题。使用时，将重金属离子吸附构件埋入地下一定深度，进行重金属离子的吸附；经过一段时间后，从地下取出该重金属离子吸附构件，将纤维膜从多孔衬底上剥离之后集中处理。与现有技术相比，本技术的吸附构件至少具有如下的有益效果：(1)壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜既能给植物起到肥料的作用，又能分解土壤中动植物残体及微量金属元素，并将其转化为植物的营养素，增强植物免疫力，因而本技术的重金属离子吸附构件可以较长期埋于土壤中。(2)本技术的重金属离子吸附构件可以根据不同作物的要求埋入地下不同的深度，具有很高灵活性。(3)本技术的重金属离子吸附构件可以定期从地下直接取出，从而将重金属离子从土壤环境中彻底清除，具有回收可控性；并且多孔衬底可以反复使用，大大节约土壤治理成本。(4)已吸附有重金属离子的纤维膜可以进行集中处理，不会造成二次污染。作为改进，所述壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜远离所述第一多孔衬底的表面上设有第二多孔衬底，从而形成三明治结构的吸附构件，使得本技术的吸附构件结构更加紧凑可靠、使用稳定性也更好。在本技术的实施方式所提供的重金属离子吸附构件中，所述壳聚糖纤维膜为静电纺丝壳聚糖纤维膜，所述壳聚糖衍生物纤维膜为静电纺丝壳聚糖衍生物纤维膜。静电纺丝壳聚糖纤维膜或静电纺丝壳聚糖衍生物纤维膜比表面积大，对重金属离子具有更好的吸附功能；同时纤维之间孔隙可调，透水透气，因此不会耽误在其上方土壤的农作物等种植，不会对农作物根系造成伤害，安全可靠。在本技术的实施方式所提供的重金属离子吸附构件中，所述纤维膜的厚度为5～40微米；所述纤维膜的纤维孔径为100纳米～50微米；纤维膜的纤维直径为3～5微米。在本技术的实施方式所提供的重金属离子吸附构件中，所述第一多孔衬底和第二多孔衬底各自独立地选自金属网格衬底或高分子塑料网格衬底。多孔衬底的作用是增加材料的机械性能，同时保证其透水透气性。附图说明图1为根据第一实施方式的重金属离子吸附构件的结构示意图；图2为根据第二实施方式的重金属离子吸附构件的结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本技术的第一实施方式提供了一种重金属离子吸附构件，其结构示意图如图1所示，包括第一多孔衬底1以及设于所述第一多孔衬底1一个表面上的壳聚糖纤维膜2，本实施例中的第一多孔衬底1是金属网格衬底。本实施方式所提供的重金属离子吸附构件中，在第一多孔衬底的表面上设有非水溶性的壳聚糖纤维膜。壳聚糖生物分子中的氨基、羟基和其他基团能与许多金属离子(如Hg2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+等)形成稳定的螯合物，实现对重金属离子的吸附；既能给植物起到肥料的作用，又能分解土壤中动植物残体及微量金属元素，并将其转化为植物的营养素，增强植物免疫力。利用壳聚糖纤维膜来实现对重金属离子的吸附，吸附过程安全、快捷、高效且成本低。此外，金属网格衬底的作用是增加材料的机械性能，保证其透水透气性，还可解决吸附后的材料回收问题。使用时，将本实施方式的重金属离子吸附构件埋入地下一定深度，进行重金属离子的吸附；经过一段时间后，从地下取出该重金属离子吸附构件，将电纺纤维膜从多孔衬底上剥离之后集中处理。利用Tessier提取法或者BCR提取法检测本实施方式的吸附构件对重金属离子吸附效果。检测结果：本实施例的重金属离子吸附构件对Cu2+、Hg2+、Ni2+、Pb2+、Cr6+、Ni2+等均有良好的吸附作用，去除率为95％以上。本技术的第二实施方式，是对第一实施方式的一种改进。其结构示意图如图2所示，具体来说，在第一实施方式的基础上，本实施方式在壳聚糖纤维膜2远离第一多孔衬底1的表面上还设有第二多孔衬底3，所述第二多孔衬底3也是金属网格衬底，从而形成三明治结构的吸附构件。上述形成的三明治结构使得本实施方式的吸附构件结构更加紧凑可靠、使用稳定性也更好。本技术的第三实施方式，是对第一、二实施方式的变形。具体来说，在第一、二实施方式的基础上，使用壳聚糖衍生物纤维膜来替代壳聚糖纤维膜，使用高分子塑料网格衬底替代金属网格衬底。同样为非水溶性的壳聚糖衍生物纤维膜与壳聚糖纤维膜一样，其生物分子中的氨基、羟基和其他基团能与许多金属离子(如Hg2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+等)形成稳定的螯合物，实现对重金属离子的吸附；既能给植物起到肥料的作用，又能分解土壤中动植物残体及微量金属元素，并将其转化为植物的营养素，增强植物免疫力。而高分子塑料网格衬底也可起到金属网格衬底同样的作用，增加材料的机械性能，保证其透水透气性，还可解决吸附后的材料回收问题。本技术的第四实施方式，是对第三实施方式的进一步改进。具体来说，在本实施方式的重金属离子吸附构件中，所述壳聚糖纤维膜为静电纺丝壳聚糖纤维膜，所述壳聚糖衍生物纤维膜为静电纺丝壳聚糖衍生物纤维膜。...

【技术保护点】
1.一种重金属离子吸附构件，其特征在于，包括第一多孔衬底以及设于所述第一多孔衬底至少一个表面上的壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种重金属离子吸附构件，其特征在于，包括第一多孔衬底以及设于所述第一多孔衬底至少一个表面上的壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜。


2.根据权利要求1所述的重金属离子吸附构件，其特征在于，所述壳聚糖纤维膜或壳聚糖衍生物纤维膜远离所述第一多孔衬底的表面上设有第二多孔衬底。


3.根据权利要求1所述的重金属离子吸附构件，其特征在于，所述壳聚糖纤维膜为静电纺丝壳聚糖纤维膜。


4.根据权利要求1所述的重金属离子吸附构件，其特征在于，所述壳聚糖衍生物纤维膜为静电纺丝壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彬，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：新型
国别省市：山东;37