[发明专利]一种利用纤维素酯膜吸附水中重金属离子的方法

说明书

本发明公开了一种利用纤维素酯膜吸附水中重金属离子的方法，将纤维素酯膜置于含有重金属离子的水溶液中，调节pH至2～12，平衡一段时间后即可；纤维素酯膜的制备方法为：将微晶纤维素与柠檬酸酐进行酯化反应获得纤维素酯，通过酰胺反应将谷氨酸引入纤维素酯的侧链使纤维素酯交联从而获得谷氨酸交联纤维素酯，将谷氨酸交联纤维素酯的分散液置于模具中进行冷冻干燥后即可获得谷氨酸交联纤维素酯膜。该方法能够吸附水中浓度较低的重金属离子。

技术领域

本发明涉及一种利用纤维素酯膜吸附水中重金属离子的方法。

背景技术

当前，随着科学技术的快速发展，人民生活水平日益提高的同时也出现了越来越多的环境污染问题。其中，金属离子造成的水体污染引起了人们广泛的关注。目前，重金属离子污染的处理方法有吸附法、化学沉降法以及膜过滤法等。其中，吸附法由于去除效率高、具备较强的可操作性而成为人们研究的热点。

吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中的一种或数种组分吸附于表面，再用适宜溶剂、加热或吹气等方法将预测组分解吸，达到分离和富集的目的。已有研究中采用各种改性纤维素制备成膜材料进行吸附重金属离子。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂，是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50％以上，因而是一种利于大规模生成的吸附剂膜原料。但是现有纤维素膜材料存在机械性能差、难以实现对重金属浓度较低的溶液进行吸附的缺陷，不利于纤维素膜材料在吸附水中重金属离子的实际应用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种谷氨酸交联纤维素酯膜的制备方法，该方法能够吸附水中浓度较低的重金属离子。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种利用纤维素酯膜吸附水中重金属离子的方法，将纤维素酯膜置于含有重金属离子的水溶液中，调节pH至2～12，平衡一段时间后即可；

所述纤维素酯膜的制备方法为：将微晶纤维素与柠檬酸酐进行酯化反应获得纤维素酯，通过酰胺反应将谷氨酸引入纤维素酯的侧链使纤维素酯交联从而获得谷氨酸交联纤维素酯，将谷氨酸交联纤维素酯的分散液置于模具中进行冷冻干燥后即可获得谷氨酸交联纤维素酯膜。

本发明的目的之二是提供一种上述方法中利用的纤维素酯膜的再生方法，将上述方法中吸附有重金属离子的纤维素酯膜置于酸性乙醇溶液中进行离心即可。

本发明的有益效果为：

1.本发明采用的纤维素酯膜是以柠檬酸酐和谷氨酸为交联剂对微晶纤维素进行改性获得新型交联材料。

2.本发明利用的纤维素酯膜具有更好的热稳定性；同时，具备更高的拉伸强度和断裂伸长率，及更低的弹性模量，从而使膜材料能够重复利用。

3.本发明的方法能够吸附水中浓度较低的重金属离子，能够吸附重金属离子浓度低至0.2mg·L^-1。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为红外光谱图，其中，a为微晶纤维素，b为对比例1制备的膜，c为实施例1制备的膜；

图2为热力学分析曲线，其中，A为热重分析(TGA)，B为差热重量分析(DTG)；