一种多孔球形吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子吸附材料技术领域，具体涉及一种多孔球形吸附剂及其制备方法和应用。所述多孔球形吸附剂的制备方法，通过将生物质多糖与异氰酸酯类在搅拌条件下聚合，可以得到不同粒径大小的球形吸附剂，通过制孔剂的加入，将所制得的吸附剂变成疏松多孔，相较于其他形状的污水处理剂，球形具有最大的比表面积，通过内部结构的疏松多孔，可以更大的提高比表面积，增大吸附能力，从而制备了一种新型的多孔球形吸附剂。所得到的产物具有优异的化学性能，可以适用于强酸强碱体系，此外该分子结构中出现大量的氨基甲酸酯基团，可以大量的吸收污水中所存在的重金属离子，沉降速率快，分离简单，生物相容性好，可以广泛应用于各种工业污水处理。工业污水处理。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔球形吸附剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子吸附材料
，具体涉及一种多孔球形吸附剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的发展，工业污水处理排放是一项十分严重的问题。未经处理的工业污水会严重破坏水资源和生活环境。随着绿色低碳生活的倡导，各种污水的排放均有着严格的指标。工业污水中有着各种不同的污染物，很难通过单一的污水处理设备就可以将污水处理干净，一般都会添加污水处理剂进行二次处理，确保达到排放标准。
[0003]目前工业废水中，最主要的污染源就是重金属离子，因此所添加的污水处理剂要具有优异的处理重金属离子的能力。目前工业污水中重金属离子去除的主要方法包括化学沉淀法、电化学法、物理吸附和膜分离。现有的物理和化学处理方法投入量大、处理成本高、处理效果不理想且容易造成二次污染，因此常采用吸附的方法处理。例如，传统的无机盐类污水处理剂会带来设备腐蚀等问题，而传统的天然高分子类的污水处理剂，会存在结构不稳定、不适用于强酸强碱体系，对重金属离子的吸附量低等问题。
[0004]现有技术公开了一种以含生物质多糖的凝胶为原料，经过与异氰酸酯进行反应得到多孔吸附材料。该方法虽然提高了吸附材料的稳定性，但是，制备方法比较苛刻，需要在亚临界条件和超临界条件下去除液相从而分别制备除气凝胶或者干凝胶吸附材料；其次凝胶吸附剂相较而言具有较大的交联密度，结合基团较多，游离的基团较少，吸附能力相对受限，一般用于重金属浓度低处理量小的废液吸附，无法在高浓度处理量大的废液中广泛应用。r/>[0005]现有技术中还公开了另外一种高分子吸附材料，通过将能够与重金属离子发生螯合作用的活性物质负载至聚氨酯泡沫的交联网络结构中形成。该方法通过聚氨酯泡沫交联网络增加表面积来提升吸附能力，但是，多元醇的加入虽然有利于形成网络状结构，但是会导致交联密度过分增大，活性物质中游离的吸附基团变低，因此也只能够处理低浓度，处理量小的废液。另外，生成的聚氨酯泡沫是海绵状结构，吸附能力一般，密度小，吸附沉降慢。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的高分子吸附材料只能处理低浓度废水、制备工艺复杂、不容易沉降分离等缺陷，从而提供一种多孔球形吸附剂及其制备方法和应用。
[0007]为此，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种多孔球形吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1，将生物质多糖溶解于水中，得溶液A；
[0010]S2，将异氰酸酯，催化剂和制孔剂溶解至有机溶剂中，得溶液B；
[0011]S3，在搅拌状态和保护气氛下，将溶液B滴加至溶液A中，在30
‑
80℃下反应1
‑
12h，
清洗，旋蒸，冷冻干燥，得到所述多孔球形吸附剂。
[0012]可选的，所述生物质多糖与异氰酸酯的质量比为1:10
‑
10:1；
[0013]可选的，所述生物质多糖与异氰酸酯的质量比为1:2
‑
2:1；
[0014]可选的，反应温度为50
‑
60℃。
[0015]可选的，所述催化剂占生物质多糖质量的0.5
‑
6％。
[0016]可选的，所述制孔剂占生物质多糖质量的0.1
‑
5％。
[0017]可选的，所述溶液A中，生物质多糖的质量浓度为3
‑
20％；
[0018]和/或，所述溶液B中，异氰酸酯的质量浓度为10
‑
60％。
[0019]可选的，所述生物质多糖选自羟乙基淀粉、羧甲基淀粉、羟乙基纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、瓜尔胶中的至少一种；
[0020]和/或，催化剂选自三乙胺、三乙醇胺、丙二胺、N
‑
烷基吗啉、辛酸亚锡、油酸亚锡中的至少一种；
[0021]和/或，所述制孔剂选自水、三氯一氟甲烷、三氯三氟乙烷中的至少一种；
[0022]和/或，所述有机溶剂选自环己烷、乙酸乙酯、甲苯中的至少一种。
[0023]可选的，步骤S3中的搅拌速率为500rpm
‑
2000rpm；
[0024]和/或，步骤S3中的保护气氛为氮气气氛，氩气气氛，氦气气氛中的至少一种。
[0025]可选的，所述清洗在透析装置中进行。
[0026]本专利技术还提供一种多孔球形吸附剂，由上述的制备方法制备得到。
[0027]本专利技术还提供一种上述多孔球形吸附剂在重金属污染废水中的应用；
[0028]可选的，所述废水中重金属离子的浓度为0.01mg/L
‑
50g/L，尤其适用于重金属离子的浓度为1g/L
‑
50g/L高浓度废水的处理中。
[0029]相较于传统的无机盐类污水处理剂，本专利技术所提供的多孔球形污吸附剂的制备原料来源广泛且价格便宜，不会出现无机盐类污水处理剂所带来的设备腐蚀等问题。而相较于传统的天然高分子类的污水处理剂，本专利技术所提供的新型的多孔球形吸附剂不仅结构上优于天然高分子类污水处理剂，且球形具有最大的比表面积，通过内部结构的疏松多孔，可以更大的提高比表面积，增大吸附能力。而且通过将生物质多糖与异氰酸酯类物质进行聚合处理后，所得到的产物具有优异的化学性能，可以适用于强酸强碱体系，此外该分子结构中出现大量的氨基甲酸酯基团，可以大量的吸收污水中所存在的重金属离子，沉降速率快，分离简单，生物相容性好，可以广泛应用于各种工业污水处理。
[0030]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0031]本专利技术提供的多孔球形吸附剂的制备方法，通过将生物质多糖与异氰酸酯类在搅拌条件下聚合，可以得到不同粒径大小的球形吸附剂，通过制孔剂的加入，将所制得的吸附剂变成疏松多孔，相较于其他形状的污水处理剂，球形具有最大的比表面积，通过内部结构的疏松多孔，可以更大的提高比表面积，增大吸附能力，从而制备了一种新型的多孔球形吸附剂。所得到的产物具有优异的化学性能，可以适用于强酸强碱体系，此外该分子结构中出现大量的氨基甲酸酯基团，可以大量的吸收污水中所存在的重金属离子，沉降速率快，分离简单，生物相容性好，可以广泛应用于各种工业污水处理。
[0032]本专利技术提供的多孔球形吸附剂的制备方法，通过控制搅拌速率，可以得到不同粒径大小的球形吸附剂，满足不同工况下的使用要求。
具体实施方式
[0033]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0034]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔球形吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，将生物质多糖溶解于水中，得溶液A；S2，将异氰酸酯，催化剂和制孔剂溶解至有机溶剂中，得溶液B；S3，在搅拌状态和保护气氛下，将溶液B滴加至溶液A中，在30
‑
80℃下反应1
‑
12h，清洗，旋蒸，冷冻干燥，得到所述多孔球形吸附剂。2.根据权利要求1所述的多孔球形吸附剂的制备方法，其特征在于，所述生物质多糖与异氰酸酯的质量比为1:10
‑
10:1；可选的，所述生物质多糖与异氰酸酯的质量比为1:2
‑
2:1；可选的，反应温度为50
‑
60℃。3.根据权利要求1所述的多孔球形吸附剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂占生物质多糖质量的0.5
‑
6％。4.根据权利要求1所述的多孔球形吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制孔剂占生物质多糖质量的0.1
‑
5％。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的多孔球形吸附剂的制备方法，其特征在于，所述溶液A中，生物质多糖的质量浓度为3
‑
20％；和/或，所述溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕继祥，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学科技发展上海有限公司，
类型：发明
国别省市：