本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備方法，其特征在于，首先，將椰子皮制備成氧化椰子皮；然后，再將氧化椰子皮制備成磁性椰子皮；最后，在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，去離子水：70~78%，三聚氰胺：5~10%，加熱溶解，磁性椰子皮：10~18%，質(zhì)量百分濃度為25%戊二醛：2~6%，各組分之和為百分之百，于65±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4~6h，冷卻后，用乙醇洗滌、固液分離，干燥，得到三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑。該吸附劑對砷具有很高的吸附容量，既成本低又綠色環(huán)保，機械強度高，可反復(fù)使用10次以上，吸附劑容易分離。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種生物磁性吸附劑的制備方法，特別涉及一種三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備方法及對砷吸附的應(yīng)用技術(shù)，屬于再生資源化利用及環(huán)境與化學(xué)
技術(shù)介紹
近年來，砷污染已成為一個嚴重的環(huán)境問題，影響著世界很多國家，例如中國、加拿大、美國、孟加拉國、印度、墨西哥等。砷污染主要起源于自然活動（例如氧化性天氣和地球化學(xué)反應(yīng)）及人類活動。砷主要以三價和五價的無機鹽AsO2-和AsO43-形式存在。砷具有很高的毒性，被稱為“第一類致癌物”。砷的攝取會導(dǎo)致皮膚癌、肺癌、肝癌、腎癌、膀胱癌等，還會引起高血壓及心血管疾病。因此，世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定飲用水中的砷含量不得高于0.01mg/L。很多方法可以除砷，例如化學(xué)沉積法、離子交換法、吸附法、膜工程法、電化學(xué)法、絮凝法及石灰法，其中，吸附法因為吸附劑的多樣性，可實現(xiàn)高效、低成本而被廣泛應(yīng)用。可用作吸附劑的材料有活性炭、殼聚糖、活性鋁、粉煤灰、骨碳等。理想的除砷吸附劑應(yīng)該是既高效，又廉價，并且可以同時除三價砷和五價砷，不需要提前氧化三價砷。纖維素是世界上最豐富的可再生資源，不僅廉價，還富含羥基，可以通過多種化學(xué)反應(yīng)（例如酯化、醚化、接枝）來改性，若能在纖維素纖維表面修飾胺基，胺基在水中可以質(zhì)子化為胺根正離子，這樣通過靜電相互作用就可以吸附水中有害陰離子AsO2-和AsO43-。在水處理過程中，吸附劑利用其豐富的結(jié)構(gòu)、比表面積加之通過表面各種活性基團與吸附質(zhì)的相互作用，從液相中萃取出污染物，從而達到水質(zhì)凈化的作用。其中，吸附法與其他工藝相比優(yōu)勢在于能夠處理生物法難以處理的金屬離子、難降解有機物及一些陰離子污染物。但與此同時，吸附法也存在許多不足之處，其中吸附劑的固液分離困難一直是阻礙吸附技術(shù)進步的一大問題，因而近年來許多學(xué)者致力于研究磁性吸附劑并應(yīng)用于水體中污染物質(zhì)的去除。研究可知，在外加磁場的幫助下，磁性吸附劑能夠快速實現(xiàn)固液分離，并同時擁有高速的傳質(zhì)速率和良好的接觸效率，因而可在很大程度上可以解決傳統(tǒng)吸附法所面臨的問題。椰子皮，是椰子樹的果實外殼的皮，是由外層為纖維的殼組成的，提供椰子皮纖維和內(nèi)含可食厚肉質(zhì)的大堅果，產(chǎn)于熱帶地區(qū)。椰子皮的含有豐富的纖維，纖維很長、強度大，是十分寶貴的生態(tài)資源之一，是一種可再生資源，是十分珍貴的長纖維原料，通常椰子皮都作為廢棄物丟掉。這種天然高分子材料應(yīng)用制作吸附具有天然、綠色、可生物降解、機械強度大、抗腐蝕能力強等特點，國外對椰子皮化學(xué)改性和吸附性能的研究未見報道。本申請將天然高分子的椰子皮纖維磁化后，采用三聚氰胺改性磁性椰子皮作為吸附劑吸附分離砷，使其即具有磁性吸附劑的特性，又具有天然高分子特性，同時還具有特殊活性基團的選擇性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的之一是提供一種三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備方法，獲取的一種三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑對水體系中砷的進行吸附分離。本專利技術(shù)的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。一種三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備方法，其特征在于，該方法具有以下工藝步驟：（1）椰子皮預(yù)處理：將椰子皮按固液比為1g∶15~20mL浸泡在2mol/L的氫氧化鈉溶液中，室溫浸泡4~6h，再煮沸30min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離，干燥，得到預(yù)處理椰子皮；（2）氧化椰子皮制備：在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，濃硫酸：18~25%，去離子水：58~65%，攪拌均勻，冷至室溫，質(zhì)量百分濃度為30%雙氧水：4~8%，混勻，再加入預(yù)處理椰子皮：8~15%，各組分之和為百分之百，室溫浸泡6h，再煮沸10min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離，干燥，得到氧化椰子皮；（3）磁性椰子皮制備：在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，乙醇：55~62%，納米Fe3O4磁性微粒：4~10%，硬脂酸銨：0.5~2.0%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷：18~24%，超聲分散成懸濁液，加入氧化椰子皮：10~15%，各組分之和為百分之百，溫度升至65±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4~6h，反應(yīng)結(jié)束后，冷至室溫，固液分離，洗滌，干燥，得到磁性椰子皮；（4）三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備：在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，去離子水：70~78%，三聚氰胺：5~10%，加熱溶解，磁性椰子皮：10~18%，質(zhì)量百分濃度為25%戊二醛：2~6%，各組分之和為百分之百，于65±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4~6h，冷卻后，用乙醇洗滌、固液分離，干燥，得到三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑。在步驟（1）所述的椰子皮為椰子果實外面的絲狀的皮，并用水洗凈，干燥，粉碎，過篩，粒徑在100~120目之間。本專利技術(shù)的另一目的是提供三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑對水體系中對砷的吸附，特點為：將制備好的三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑用去離子水浸泡2~3h，按靜態(tài)法吸附。將制備好的三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑用去離子水浸泡2~3h，按動態(tài)法吸附。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有如下優(yōu)點及有益效果：（1）本專利技術(shù)獲得的三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的機械強度，吸附容量大，最大吸附容量達112.12mg/g，耐磨可反復(fù)使用次數(shù)可達8次以上，吸附的速度快，吸附選擇好，解吸性能好，能夠在較寬的酸堿范圍內(nèi)使用。（2）本專利技術(shù)獲得的三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑既具有固相載體材料的優(yōu)點，也解決了活性基團應(yīng)用到水環(huán)境中的流失問題，外加磁場即可將吸附完成后的吸附劑從水中分離，容易分離回收等優(yōu)點。（3）穩(wěn)定性好，是天然綠色產(chǎn)品，再生材料，廢棄物可生物降解，其來源廣泛，價格低廉，對環(huán)境水的污染修復(fù)等方面有現(xiàn)實意義，減輕環(huán)保壓力。（4）合成的過程要求的條件容易控制，能耗低，操作簡單，屬于清潔生產(chǎn)工藝，易于工業(yè)化生產(chǎn)。具體實施方式實施例1（1）椰子皮預(yù)處理：將100g椰子皮浸泡在1800mL的2mol/L的氫氧化鈉溶液中，室溫浸泡5h，煮沸30min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離干燥，得到預(yù)處理椰子皮；（2）氧化椰子皮制備：在反應(yīng)器中，分別加入，濃硫酸：55mL，去離子水：300mL，攪拌均勻，冷至室溫，質(zhì)量百分濃度為30%雙氧水：22mL，混勻，再加入預(yù)處理椰子皮：75g，室溫浸泡6h，再煮沸10min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離，干燥，得到氧化椰子皮；（3）磁性椰子皮制備：在反應(yīng)器中，分別加入，乙醇：150mL，納米Fe3O4磁性微粒：12g，硬脂酸銨：2g，γ―氨丙基三乙氧基硅烷：42mL，超聲分散成懸濁液，加入氧化椰子皮：26g，溫度升至65±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，冷至室溫，固液分離，洗滌，干燥，得到磁性椰子皮；（4）三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備：在反應(yīng)器中，分別加入，去離子水：150mL，三聚氰胺：16g，加熱溶解，磁性椰子皮：28g，質(zhì)量百分濃度為25%戊二醛：8mL，于65±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)5h，冷卻后，用乙醇洗滌、固液分離，干燥，得到三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑。實施例2（1）椰子皮預(yù)處理：將100g椰子皮浸泡在1500mL的2mol/L的氫氧化鈉溶液中，室溫浸泡4h，煮沸30min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離干燥，得到預(yù)處理椰子皮；（2）氧化椰子皮制備：在反應(yīng)器中，分本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備方法，其特征在于，該方法具有以下工藝步驟：（1）椰子皮預(yù)處理：將椰子皮按固液比為1g∶15~20mL浸泡在2mol/L的氫氧化鈉溶液中，室溫浸泡4~6?h，再煮沸30min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離，干燥，得到預(yù)處理椰子皮；（2）氧化椰子皮制備：在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，濃硫酸：18~25%，去離子水：58~65%，攪拌均勻，冷至室溫，質(zhì)量百分濃度為30%雙氧水：4~8%，混勻，再加入預(yù)處理椰子皮：8~15%，各組分之和為百分之百，室溫浸泡6?h，再煮沸10min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離，干燥，得到氧化椰子皮；（3）磁性椰子皮制備：在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，乙醇：55~62%，納米Fe3O4磁性微粒：4~10%，硬脂酸銨：0.5~2.0%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷：18~24%，超聲分散成懸濁液，加入氧化椰子皮：10~15%，各組分之和為百分之百，溫度升至65±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4~6h，反應(yīng)結(jié)束后，冷至室溫，固液分離，洗滌，干燥，得到磁性椰子皮；（4）三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備：在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，去離子水：70~78%，三聚氰胺：5~10%，加熱溶解，磁性椰子皮：10~18%，質(zhì)量百分濃度為25%戊二醛：2~6%，各組分之和為百分之百，于65±2℃恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4~6h，冷卻后，用乙醇洗滌、固液分離，干燥，得到三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種三聚氰胺改性磁性椰子皮吸附劑的制備方法，其特征在于，該方法具有以下工藝步驟：（1）椰子皮預(yù)處理：將椰子皮按固液比為1g∶15~20mL浸泡在2mol/L的氫氧化鈉溶液中，室溫浸泡4~6h，再煮沸30min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離，干燥，得到預(yù)處理椰子皮；（2）氧化椰子皮制備：在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，濃硫酸：18~25%，去離子水：58~65%，攪拌均勻，冷至室溫，質(zhì)量百分濃度為30%雙氧水：4~8%，混勻，再加入預(yù)處理椰子皮：8~15%，各組分之和為百分之百，室溫浸泡6h，再煮沸10min，冷卻后用去離子水洗滌至中性，固液分離，干燥，得到氧化椰子皮；（3）磁性椰子皮制備：在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分濃度加入，乙醇：55~62%，納米Fe3O4磁性微粒：4~10%，硬脂酸銨：0.5~2.0%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷：18~24%，超聲分散成懸濁液，加入氧化椰子皮：10~15%，各組分之和為百分之百，溫度升至65±2℃恒溫、攪拌、回流...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李慧芝，李曉峰，楊秋蘋，
申請(專利權(quán))人：濟南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37
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