[发明专利]巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂及制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂及制备与应用，属于复合材料技术领域。

背景技术

我国的水资源匮乏，水资源质量也不断下降。由于来自矿石加工、制革、电镀及颜料等行业的各类工业废水的大量排放，其中很多重金属离子进入水、大气和土壤中，并以各种化学形态存留、累积和迁移，这对人类环境造成了巨大的危害，由此造成的生态破坏及经济损失也是不可估量的。所以，工业废水的治理已经引起全世界各国的关注。

近些年，内蒙古地区，如赤峰市、鄂尔多斯市、包头及托县等地的采矿、电镀、冶金、制药等工业进入快速增长的时期。在人们生存环境中，含各种重金属离子的洗涤废水、电镀废水等大量工业污染物逐渐增多，这些工业废水的经济价值较高，但也对我区人民的健康和生存环境产生了严重的危害，我区政府也实施了相应的政策法规用以保护水源，预防水体污染。如今，人们对健康、环保、可持续发展等提出了更高的要求，由此带动了绿色环保、可重复利用的工业废水处理新材料新技术产业快速增长。

传统的重金属工业废水处理方法主要有化学沉淀法、离子交换法、电化学处理法、膜技术等，这些处理方法在一定程度上取得了良好的效果，但普遍存在价格昂贵、沉降性能差、污染严重、使用寿命短、不易再生等缺点，这些缺点使其实际应用受到很大的限制。而吸附法作为一种新型的重金属去除、回收技术，越来越受到人们的关注。吸附法主要利用廉价的生物材料对重金属进行吸附，尤其适用于低浓度重金属工业废水(<100mg/L)的处理，这类低成本、高效、无毒、可循环利用的生物质可降解材料综合利用的新型废水吸附剂具有吸附效率高和吸附速度快等优点，现已被广泛重视。

迄今为止，国内外对生物可降解聚合物(如：淀粉、松果粉、纤维素、聚糖、壳 聚糖、纤维素和木质素)及其衍生物与无机粘土纳米复合物的研究主要侧重于结构和材料性质，关于可降解天然高分子聚合物/无机粘土纳米复合材料的研究大多数侧重于力学、热力学和气体阻隔等性能方面，对工业废水中重金属离子吸附及解吸性能的报道较少，而且没有形成系统的理论来指导生产实践。现有技术针对木质纤维素与蒙脱土(LNC/MMT)及其与钙基蒙脱土纳米复合材料的制备及对废水中重金属离子和染料的吸附解吸已做了大量的研究工作，但关于研究含活性功能基团改性的木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料吸附剂的制备及其吸附和解吸工业废水中的重金属离子还未见报道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂。

本发明的目的还在于提供一种上述巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种上述巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂在脱除废水所含重金属中的应用。

为达上述目的，本发明提供了一种巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂，该吸附剂是由巯基木质纤维素与蒙脱土复合而成的；

所述巯基木质纤维素与蒙脱土的质量比为1:1-1.5:1；优选巯基木质纤维素与蒙脱土的质量比为1:1；

所述巯基木质纤维素插层进入所述蒙脱土的片层之间。

根据本发明优选的实施方式，所述巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂的粒度为150-200目。

本发明还提供了上述巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂的制备方法，该巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂是通过溶液原位插层复合反应制备得到的，该方法包括以下步骤：

a、将巯基木质纤维素加入氢氧化钠水溶液中，得到巯基木质纤维素的悬浊液；

b、将蒙脱土加入水中，得到蒙脱土的悬浮液；

c、将所述蒙脱土的悬浮液加入到巯基木质纤维素的悬浊液中，加热使其反应，将反应产物洗涤至中性，干燥后，得到所述巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附 剂。

根据本发明优选的实施方式，步骤a中采用“分批加入”的方式将巯基木质纤维素加入到氢氧化钠水溶液中，此处“分批加入”的目的是为了使巯基木质纤维素能更好地溶解在碱液中，而一次性加入则需要搅拌很久，实验操作会费时费力，所以分批加入操作更便于实验的进行。本发明对“分批加入”的加料次数及每次加料量没有具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要选择合适的加料次数及每次加入量进行加料。

根据本发明优选的实施方式，步骤a中所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.1-0.2mol/L。