改性纤维素吸附剂对重金属离子的吸收

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摘 要 : 维素 中含 有许 多亲水性 的羟 基基 团, 纤 通过 羟基 的衍 生化反 应 , 以将其 制备 成 重金 属 离子的 吸 附剂 。本 文首 先介 绍 了改性 可 纤维 素吸 附剂制备 的原 料 、 步骤 , 着阐述 了改 性纤 维素 吸 附重金属 离子的机 理 , 接 最后探 讨 了影 响改 性 纤维 素吸 附的 一些 因素 。
质 在我 国大部 分 未得 到利 用而 被废 弃 既造 成 了极 大 的浪 费 , 又污染 了环 境 。 如果将 这些 资源加 以利用 的话 , 可 以变废 为宝 , 高 了 就 提 该 物质本 身 的经济 效益 , 同时 , 保护 环境 和 对 资 源 的再 利用 大有裨 益 。 1 . 性纤维 素 吸附剂 制备 的 步骤 : 1改
在 室温下 水 洗 多次 至 p H值 = , 滤后 , 样 7抽 将 品放 人 5 %干燥 箱 中烘干 2 时 , 用 。步 5 4小 备 骤三 :将备 用 的玉米 芯浸 人一 定 浓度 的柠 檬 酸溶 液 中 , 2 0下 搅 拌 2小 时 , 滤 , 室 在 5C 抽 在
… 王格 慧 , 湛谦 . 宋 多胺 型螯 合 棉 纤 维 的制 备 与吸 附性 能研 究. J 产 化 学与 工 业, 0 , 【. J林 2 02 0 0 () —1 . 2: 2 9 f1 宝秀, 2赵 王鹏, 郑彤 等 . 型 重金 属吸 附树 脂 新 的微 波合 成 及性 能研 究. 1 『 . 科 学与 工 艺. J 材料 2 0 . () 3 — 3 . 0 61 4: 2 4 5 4 4
兰 .! . C ia N w T c n lge n r d cs h n e e h oo isa d P o u t
工 业 技 术
改性纤 维 素 吸 附剂 对重 金属 离子 的吸 收
赵 秀 清
( 齐化 集 团有 限 公 司 , 黑龙 江 齐 齐哈 尔 1 13 ) 6 0 3
子液 体 、 接枝共 聚 、 酯化 、 化 等方 法 , 醚 其主 要 机盐 活化 等 ,其 主要 目的 是使 吸 附剂 表面 去 活化 吸附 位点 , 善吸 附 性能 。实 验 改 目的就是 使 吸附剂 表 面去 质子 化 ,活 化吸 附 质子 化 、 位点 ,改善吸附性能。如以棉花为原料 , 以 研究 证 明 , 经过 N O 不 a H溶 液处 理 , 接用 柠 直 c 为引发 剂 , e盐 将丙 烯晴 接枝 到交 联后 的球 檬酸 处 理 的 玉米 芯 反 而 表现 出低 吸 附性 , 这 形纤 维素 骨架 上 ,获得 球形 羧基 纤 维 素吸 附 说 明 N O a H处理 是非 常重 要 的一 步。 剂 ,而且 对 C A C 、n 吸 附容 量 达 到 1、u Z 溶液 的 P H值 。 当溶液 的 P H值 较 低 时 , 方 面 H 将 与 目标 离 子发 生竞 争 吸附 , 一 + 另 2 1 、 1 、 9 2 3 1m / 8 1 1 6 4 1 和 7 3 g 。改 性 后 的纤 维 4 1 素 的吸附 量 比未修 饰前 提 高 了很 多 。其 主 要 方面 , 附剂处 于 阳离子 氛 围 中 , 可参 与 吸 吸 使 目的就是 使吸 附剂 表 面去 质子 化 ,活化 吸 附 附的 活性 吸附位 点 减 少 ,从 而 使金 属 离子 的 P 位点 , 吸 附性 能。再 如 以桔 皮 为原 料 , 改善 粉 吸附 容量 减少 ;H值 高于 一定 值 时 ,一 方 面 H 生成 沉 淀 , 另一 方 面 金 属 碎后 过 10目筛 , 异丙 醇 氧化 钠处 理 烘 金属 离 子将 与 O 一 0 经 氢 干后 , 其 5 溶 于 0 t l 的草 酸 溶液 3 m 离子 将处 于被 负离 子包 围 的氛 围 中 ,不 利 于 取 g . o1 6 / o 5l 中, 泡 、 浸 搅拌 2小 时 , 纤 维素 浆 置 于恒 温 和 吸附 剂 进行 反 应 ,因 而存 在 最 佳 吸 附 P 得 H 箱 中 , 5℃下 烘 干一 夜 后 , 洗 至 中性 , 在 0 水 抽 值 。 滤后 , 继续 在 5 ℃干燥 箱 中烘 干 , 0 即获得 桔皮 温度影 响 。温度 对 吸 附过程 有 很重 要 的 纤 维 素吸 附剂 。在 P H值等 于 6时 , 对 c 2 影 响 。随着 溶液 温度 增 加 , 液 粘度 降 低 , 其 d+ 溶 从 的最 大 吸 附量 是 1 3 o 1 . m l ,对 C : 附 率可 而增加 了溶 质 的分散 速率 。 外 , 1 / d吸 此 温度 的变化
关键 词 : 维素 ; 附; 纤 吸 化学 改性 ; 重金属 离子
随着 近几 十年 工业 化 进程 的发 展 ,废水 的排放 量 1益 加剧 ,从 而导 致环 境 的严 重破 3 坏 。废水 中各 种有 害 的物质 经过 水体 富集 到 生 物链 中 , 终进 入人体 , 最 给人类 带来 严 重 的 毒 害影 响 。其 中含有 的重金 属离 子 是对 环境 污 染最严 重 和对人 类健 康危 害最 大 的有 害物 质 之一 , 因此 , 如何 治理 重金 属废 水 已经受 到 各 界的普 遍重 视 。 目前 , 于去 除污 水 中重金 用 属离 子 的有效 分 离 工艺 有 : 淀 、 子 交 换 、 沉 离 电化学 处 理 、 技术 、 发 凝 固 、 渗 透 和 电 膜 蒸 反 渗 析等 ,但这些 技术 的应 用有 时 受工 艺 和经
济 的限制 , 以 , 找一种 较 为廉 价 的污水 净 所 寻
化 材料 , 降低 污水处理 的成本 , 高净 化效 率 提 已成为环 境保 护 巾亟待 解决 的 问题 。近几 年 来, 人们开 始研 究用 改性 纤维 素 吸附 剂吸 附 、 分 离和提 取废水 中的重 金属 离 子 ,与 一般 的 重 金属处 理方 法相 比 , 方法 具有 吸 附量 大 、 该 吸 附速 度 快 、 成本 低 、 作 简 单 、 产生 二 次 操 不 污染 等优 点 。 因此 , 其 的研 究便 成 了该领 域 对 的热 点 。 1改性 纤维 素吸 附剂 的制备 改性纤 维素 吸 附剂就 是利 用 物理 、化 学 方法 对富 含纤维 素 的物质 进行 处 理 ,使 其 成 为具 有 良好 吸 附性 的一 类功 能 高 分 子材 料 。
1 . 备工 艺 注意事 项 2制 程 的条件 和环 境 。 不论 选用 何种 原 料 , 骤一 、 步 步骤 二操 作 2 - 性纤 维 素吸 附的影 响 因素 2改 基本 相 同 ,步 骤二 要 注意选 择 合适 的 有机 试 改性 纤维 素对 重金 属 离子 的 吸附 性能 不 剂 。 常选 择 异丙 醇等来 除去 颗粒 中的色 素 、 仅与 其本 身 的结构 和 性质 有关 ,还 与 吸附 过 通 某些 极性 物质 等 , 然后 经过 碱 皂化 , 一步 除 程 的条件 和环 境 等因 素有关 。 进 生物 吸附 剂 的预ห้องสมุดไป่ตู้处理 。生 物 吸附 剂预 处 去 色素 、半纤 维 等 。第 三 步是 制备 的 关键 步 骤 : 常采 取 酸 碱 处理 、 通 无机 盐 活 化 、 埋 离 理 的主要 方法 有酸 、 处理 、 处 理 、 裂 、 包 碱 热 碎 无


由于纤 维素是 一 种纤 维 状 、多毛 细管 的 立体 规整 性 高分 子聚 合物 ,具 有 多孔 和 比表 面积 大 的特性 ,且 分 子 内含有 许 多亲 水性 的 羟基 基 团 , 此具有 一定 的吸附 性 。 天然 纤 因 但 维 的吸附 金属 离 子的 能力 并 不强 ,必 须通 过
也 可 以改变 吸 附剂 的平 衡 吸附量 。不 同的 吸 附剂 、 同的吸 附作 用机 制 , 不 温度 对 金属 离子 吸附量 的影 响有 所不 同。 有研 究表 明 , 不 同 在 温 度下 对 H 进行 吸 附试 验 ,结果 吸 附去 除 率 随温 度 的升高 而增 加 。但 在实 际 的废 水处 理 中 ,由于 升温会 带 来投 资 和运 作等 一些 问 题, 因而 通常 不考 虑此 因 素。 此 外 , 有 吸 附剂 粒 径 , 还 吸附 时 间 , 属 金 离子 初始 浓 度等 的影 响 。
化学改性使其具有更多或更强 的亲水基团,
才能 成为 性能 良好 的 吸附 材料 。纤 维 素 中每 个葡 萄糖 基上有 三 个可 供反 应 的 羟基 , l , 【此 太 它可 以发 生一 系列 与 羟基 有 关 的化 学 反应 通过 对羟 基改性 反应 在 其分 子 中引 入对 阳 离 子具 有吸 附能力 的羧 基 、 酸基 、 酸基 等 阴 磺 磷 离子 基 团, 制 备 阳离 子 吸 附 剂 ; 外 , 基 可 另 羟 通 过交 联处 理或 接枝 化 后 ,经胺 化后 可 制成 阴离子 型 吸附剂 。 基经 过双 功能 基处 理后 , 羟 可 制成 两性 离子 吸 附剂 ,可 同时 吸 附 阴性 和 阳性 两 种离 子 。如崔 志敏 等 以甘 蔗渣 纤 维素 为 原料 , 碱化 处 理后 , 3 氯 一 一 与 一 2 羟丙 基 三 基氯 化铵 、甲基 丙烯 酸 反应 ,得 到两 性 纤维 素 。改性 后 的产 品对 1 z 、 u C , 的 ) 、 n c 、 r l 1 O 交换 吸 附能力 比活性 炭平 均 提高 了 7 4倍 , 且 产 品再生 容 易 , 能稳 定 。此外 , 维 素 也可 性 纤 以和 螯合 剂作 用使 其枝 连 上螫 合 基 团 ,形 成 对 贵 重 金 属 元 素 具 有 较 强 选 择 性 的 螯 合 纤 维 。 上各 种情 况 , 综 改性 后 的纤维 素 吸附 机理 主要 有 : 面络 合 、 表 离子 交换 、 氧化 还原 、 理 物

纤维素是地球上最丰富的天然高分子物质 , 以达 到 9 . %。 37 2 其来 源广泛 , 花 、 、 如棉 麻 大豆壳 、 屑 木 锯屑 2 改性 纤维 素吸 附剂 对 重金 属离 子 的吸 谷壳 、 壳 、 秆 、 子 皮 、 啡 渣 、 渣 稻 秸 橘 咖 茶 树 收 皮 、 等 等 , 主要 成 分 就是 纤 维 素 , 些物 草 其 这 21吸附 重金 属离 子 的机理 .
参 考 文 献
目筛 , 备 。步骤二 : 2%的异丙 醇对 粉碎 储 用 0 的玉米 芯进 行 浸泡 ,搅拌 2 小 时 ,抽 滤 , 4 用
2 %的异 丙醇 和水 清洗 至无 色 , 滤后 , 0 抽 将样 品置于 十燥箱 中 , 5 烘 干 2 小 时 。之后 在 5 ℃ 4 加 入 01 o 1 N O . l 的 a H溶 液 ,搅 拌一 个小 时 , m / 室 温下抽 滤后 ,再 加人 蒸馏 水搅 拌 4 分 钟 , 5

—羟墙 『 : 得鼍 — 蚌首 —
以玉米 芯为 原料为 例 : 步骤 一 :将 玉米 杆用 清水 浸泡 后 清洗 除 去泥 土和灰 尘 ,再用 蒸馏 水 洗涤 ,烘 干至 恒 重 。 处理 好 的橘子 皮用粉 碎机 粉碎 , 10 将 过 0
以改 性纤 维 素为 吸附 剂 的吸 附技 术是 一 项正 吸引 着越 来越 多 的学 者关 注 的处 理工 业 重金 属离 子 污染废 水 的技 术 ,它有 着 传统 方 法不 可替 代 的优势 , 价廉 易 得 、 如 生物 相容 性 好 、 身 含有大 量螫 合基 团等 。 信 随着各 国 本 相 科 学 家研 究 的深入 ,它 必将 替 代传 统 的污 水 处理 方法 ,在重 金 属离 子 的处 理 和 回收 中发 挥 越来 越 大 的作用 。
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