[发明专利]一种吸附氟的壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂的制备方法

说明书

本发明针对现有的环境问题，提供一种吸附氟的壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂的制备方法。先采用铝盐水溶液为溶剂溶解壳聚糖，再在溶解所得溶液中滴加氢氧化钠溶液，原位生成壳聚糖/氢氧化铝复合物，再加入戊二醛溶液交联，即可得到壳聚糖/氢氧化铝吸附剂。本发明制备方法经济环保，且可实现壳聚糖和氢氧化铝分子水平上的复合，有利于制备得到对氟有高的吸附效果的吸附剂。

技术领域

本发明属于环境技术领域，具体涉及一种吸附氟的壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂的制备方法。

背景技术

吸附法是目前研究最多的水除氟的技术之一，吸附法是利用高比表面积、易再生的吸附材料，通过物理、化学等作用将水中溶解的氟离子吸附从而降低氟含量。吸附剂吸附氟的能力取决于所用吸附剂的种类和性能。吸附剂的比表面积越大，吸附位点越多，吸附能力越强。

根据原料的不同，去除含氟水中氟的吸附剂可分为：改性沸石类吸附剂、铝盐吸附剂、铁盐吸附剂、稀土类吸附剂、生物吸附剂以及其他类吸附剂。吸附法的成本低，且除氟效果好，一直是含氟废水处理的重要方法。但传统的吸附剂对水中氟离子的吸附能力并不令人满意。因此，研究开发一种新的、具有较高成本效益的除氟吸附剂十分重要。

壳聚糖和铝盐都是吸附氟的常用吸附剂，在前人的研究中，单一壳聚糖基和壳聚糖/铝盐复合吸附剂都有报告。文岳中在其专利（CN102671633 B）中报道了将壳聚糖溶于氯化铝水溶液中，再加入氯化铁溶液，得到壳聚糖/氯化铝/氯化铁的复合溶液，加入沉淀剂无水乙醇，得到固体沉淀后加入到戊二醛水溶液中交联，得到壳聚糖铝铁复合吸附剂，研究了其对水中氟离子的吸附效果。但此壳聚糖铝铁复合吸附剂存在的问题是在吸附氟后容易在水中引入氯离子。

为了制备一种对氟具有高吸附性的壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂，本专利发明了一种壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂的制备方法。首先采用铝盐水溶液溶解壳聚糖，制备得到壳聚糖/铝盐溶液，再将壳聚糖/铝盐水溶液加入到氢氧化钠溶液中，使得铝盐原位转换成氢氧化铝，得到壳聚糖/氢氧化铝小球，这与文岳中的专利CN102671633 B存在区别，其只是物理混溶后得到壳聚糖/氯化铝/氯化铁的复合溶液，而本发明是通过化学反应得到壳聚糖/氢氧化铝小球，并且可过滤后去除氯离子，然后再加入戊二醛或表氯醇溶液交联制备得到壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂，形成的球状复合吸附剂比表面积大，吸附效果更好。

发明内容

本发明针对现有的环境问题，提供一种吸附氟的壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂的制备方法。本发明直接采用铝盐水溶液溶解壳聚糖，并在原位生成氢氧化铝沉淀，得到壳聚糖/氢氧化铝复合小球，本发明工艺路线简单，可制备得到对氟有高吸附效果的复合吸附剂。

本发明的目的是由以下技术措施实现的，其中所述原料分数除特殊说明外，均为重量分数。

一种吸附氟的壳聚糖/氢氧化铝复合吸附剂的制备方法，是先采用铝盐水溶液为溶剂溶解壳聚糖铝盐复合溶液，再将溶解所得溶液中滴加到氢氧化钠溶液中，原位生成壳聚糖/氢氧化铝复合小球，将壳聚糖/氢氧化铝复合小球再加入到戊二醛或表氯醇溶液中交联，即可得到壳聚糖/氢氧化铝吸附剂。

具体步骤如下：

（1）采用铝盐溶于去离子水中配成1~3 wt%水溶液，将壳聚糖加入到铝盐水溶液中，并在60~90℃水浴中加热搅拌1~2 h，得到1~5 wt%壳聚糖水溶液；

（2）将（1）中制备得到的壳聚糖水溶液滴入到4~10 wt%氢氧化钠水溶液并伴随强烈搅拌作用，得到壳聚糖/氢氧化铝小球，并用去离子水冲洗除去氯离子；

（3）将（2）中制备得到的壳聚糖/氢氧化铝小球加入到5~10 wt%戊二醛或表氯醇水溶液中，戊二醛或表氯醇溶液与壳聚糖的体积质量比为1mL:1g，在30~60 ℃下充分交联反应1~2 h，并将所得交联的壳聚糖/氢氧化铝用去离子水冲洗，以除去未反应的戊二醛或表氯醇溶液；