[发明专利]一种2-硫醇基苯并噻唑修饰棉秆皮吸附剂的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物吸附剂的制备方法及对重金属吸附的应用技术领域，特别涉及一种2-硫醇基苯并噻唑修饰棉秆皮吸附剂制备工艺及对水体中的镉、铅、铜离子吸附的应用技术。

背景技术

秸秆纤维是地球上巨大的再生天然高分子资源。从资源的可持续利用、保护环境出发, 人们对于能再生的秸秆纤维的利用寄予很大的期望。近年来, 生态问题和全球变暖已经唤醒用天然材料生产绿色产品和降低CO₂ 排放的意识。利用秸秆纤维资源是环境保护的一个长远发展方向。

我国是世界上产棉大国，棉花种植面积在50多万公顷。棉秆是棉农摘取棉花后的废弃物，棉秆皮是生长在棉秆表面的一种优良的韧皮。每公顷棉田产棉秆在4000kg左右，而棉秆皮占26%左右，我国棉秆年产量达到1500多万吨，有棉秆皮约400多万吨，以此我国的棉秆皮资源及其丰富。棉秆作为农业废料，在农村大多作为燃料烧掉，其余无法利用变为废料，十分可惜。产量很高，但大多被废弃，造成了资源浪费。为了响应国家加快推进秸秆的综合利用，促进资源节约、环境保护和农民增收的号召，越来越多的研究人员将秸秆的利用研究作为研究热点。充分利用好这些可创造可观的经济效益，我们利用棉秆皮纤维素合成新型吸附剂用于水体中重金属离子的吸附，这种吸附剂具有天然、绿色、可生物降解、机械强度大、抗腐蚀能力强等特点，棉秆皮作为吸附剂可再生重复使用多次，而且对重金属有较大吸附容量，国外对棉秆皮化学改性制备吸附剂和吸附性能的研究报道的很少，申请号为：201110276178.5的中国专利中公开了一种巯基棉秆皮吸附剂的制备方法及应用其特征是：在具塞的三角瓶中，按如下组成质量百分比加入，硫代乙醇酸：48~52%，四氢呋喃：36~46%，乙酸酐：2~4%，浓硫酸：0.2~0.5%，脱胶棉秆皮：12~20%，加塞，于55~65℃下,搅拌下回流3~4 h，然后用去离子水洗涤、抽滤、至滤液呈中性为止，用少量乙醇洗涤后，放在35℃烘箱中干燥，得到巯基棉秆皮。获得的巯基棉秆皮对Cd²⁺的吸附容量可高达1.62 mmol /g，最高吸附率可达98.8%，对Pb²⁺的最大吸附量为1.59mmol /g g, 对Hg²⁺的吸附容量最高为1.26mmol /g， 对Cu²⁺的最大吸附量为1.69mmol /g，对Fe的吸附容量最高为1.45mmol /g。

重金属污染对环境和人类健康具有严重危害。随着工业的迅猛发展，排放到环境中的重金属污染废水日益增多。水体、土壤中的有毒金属离子污染日益加剧，已经对人们的生活和健康构成威胁，特别是重金属如铜、镉、铅等具有显著毒性，它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程。重金属对活的生物体具有很高的毒性和致癌性，并且会在生物体内富集、积累产生很高的毒性，而且还会通过食物链产生放大效应。由于重金属所产生的毒性不能生物降解，存在水体、土壤环境中的重金属离子日益受到人们的重视。目前除去重金属通常采用化学沉淀法、絮凝法、离子交换法和电解法等，但是这些方法有些只适用重金属离子含量比较高时才能去除、而且效率低、有还会造成二次污染等缺点。近年来，利用天然高分子纤维（如棉、麻、棉秆皮、丝瓜络、甘蔗渣、花生壳等）改性合成各种吸附剂，这种吸附剂具有价廉、易得、可再生、可生物降解，还能在重金属含量很低是进行富集等优点。