[发明专利]用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂、其制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及重金属离子吸附剂聚间苯二胺的包埋方法，尤其涉及一种用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂、其制备方法及其用途。

背景技术

常用的包埋剂有海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、明胶、卡拉胶等。其中海藻酸钠作为一种天然的高分子载体材料，价格低廉，是应用比较广泛的固定化载体材料之一。其包埋原理是其中的钠离子通过与重金属离子如钙离子发生交换，线型大分子链通过钙离子发生交联，形成交联的海藻酸钙凝胶网状结构，从而将粉末状吸附剂包埋在其中。这样形成的海藻酸钙凝胶小球传质性能良好。海藻酸钙作为固定化载体强度高，在强电解质溶液中也能保持较好的机械性能，且可以耐受范围很宽的pH范围，适应工业生产中废水处理的要求。由于海藻酸钠无毒，对细胞等生物质无毒化作用，因此，海藻酸钠多用于对细胞和微生物的固定化包埋，对重金属离子吸附剂的包埋见诸报道的还不多。有研究者使用海藻酸钠与明胶共混物来包埋固定铅离子吸附剂枝孢霉真菌，包埋小球对含铅废水的吸附量在铅离子浓度为150mg/L时可以达到74.57mg/g，而未固定化的枝孢霉相应的吸附容量为70mg/g(董新姣，朱聪.固定化真菌对铅离子生物吸附的研究.环境科技与技术.2005，28(6)：22-27)。该作者也给出了纯粹采用海藻酸钠包埋该真菌的报道。也有利用海藻酸钠包埋汞离子吸附剂的报道，一种汞离子吸附剂——悬浮藻利用海藻酸钙凝胶包埋后，对浓度分别为0.2，0.8，1.4μg/L的汞离子污水静态处理5天，汞离子去除率分别为94.7％，94.5％和97.5％，而未包埋悬浮藻相应去除率分别为79.7％，88.1％和76.9％(严国安，李益健.环境科学研究.1994，7(1)：39-42)。可见，包埋剂海藻酸钠本身对重金属离子离子吸附也有贡献，这主要是因为海藻酸钠分子链上的羧酸基团会与重金属离子相互作用形成凝胶，从而将金属离子络合其中。

但有关使用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂的研究尚未见有报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种操作简易、成本低廉的用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂及其其制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂，其组分包括聚间苯二胺和海藻酸钠，海藻酸钠包埋聚间苯二胺，聚间苯二胺与海藻酸钠的重量比为0.5～2∶1。

一种制备用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂的方法，按照聚间苯二胺与海藻酸钠的重量比为0.5～2∶1，将聚间苯二胺加入重量含量为2％～4％海藻酸钠水溶液中制成混合溶液，再将混合溶液挤成小球滴入重量含量为3％～5％的氯化钙水溶液中，反应18～40小时，洗去小球表面的氯化钙。

优选地是，在将混合溶液挤成小球前，先将混合溶液超声处理5-25分钟，使混合溶液混合均匀。

本发明中的用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂可用作吸附重金属离子，尤其是用作吸附铅离子。

本发明所制备的用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂的破损率采用下列方法测定：

准确称取0.10g用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂小球放于50mL蒸馏水中，在30℃的恒温水浴中搅拌24h，过滤，取出完好的小球自然晾干后称重，根据处理前后的重量变化计算破损率。由两次平行实验取其平均值。

本发明所述的用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂对铅离子的吸附性能，采用静态吸附法检测，具体步骤如下：

称取含有50mg用海藻酸钠包埋的聚间苯二胺吸附剂小球，置于含有25mL-100mL浓度为511.78 mg·L^-1的硝酸铅溶液的锥形瓶中，在20-40℃下搅拌吸附1-30小时，过滤，用络合滴定法测定滤液中残余pb²⁺浓度C’。根据式(1)和(2)分别计算吸附剂吸附容量Q(mg g^-1)及去除率q(％)。