[发明专利]一种以海芋为原料制备六价铬离子吸附剂的方法

说明书

本公开涉及一种以海芋为原料制备六价铬离子吸附剂的方法，该方法通过将一定比例的预处理后的海芋(Pre‑AM)、单宁酸(TA)、四乙烯五胺(TEPA)加入水中，室温下搅拌反应一段时间后，干燥后即可制得Pre‑AM‑P(TA‑TEPA)复合材料吸附剂。本公开制备的吸附剂为通过分子间强相互作用，以预处理前后的海芋作为支撑结构包覆聚合物，制备方法简单，操作简便，反应条件温和，不仅极大地控制了高分子聚合物的分散性，又大幅提高了以海芋为代表的草本植物的六价铬离子吸附能力。该方法可以应用于含铬废水的治理中，具有广阔的实际应用前景。

技术领域

本公开属于高分子复合材料制备领域，主要涉及一种以海芋为原料制备六价铬离子吸附剂的方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

由于铬制行业的日渐成熟，含铬废水的不规则排放现在已经成为越来越严重的问题。众所周知，在水中铬离子主要以六价铬和三价铬离子的形式存在，且六价铬离子的生物毒性远远大于三价铬。然而，铬制行业中排出的含铬废水中大量的含有生物毒性更大的六价铬离子。所以，开发一种高效的且廉价的六价铬离子吸附剂具有很大的实际应用价值和意义。目前，六价铬离子的去除方法主要有化学沉淀法、电化学还原法、光催化还原法以及吸附法。其中，吸附法因设备简单、操作方便、吸附容量大以及不会造成二次污染而被广泛使用。而高分子吸附剂作为一种富含大量能与金属离子形成络合物的螯合基团的高分子材料，有制备条件简单、吸附能力大、选择性好等优点。但是高分子材料通常存在高分散性的特点，以至于不好从溶液中分离。通过与各种材料复合，进一步提高其良好的性能。

草本植物作为一种天然的多孔的结构，以其廉价和可生物降解性越来越多的成为人们研究的热点，且由于草本植物主要由纤维素、半纤维素、木质素组成，使得草本植物在制备吸附剂六价铬离子方面存在很大的潜力。因此，研究以草本植物基的吸附材料是必要的。海芋主要作为一种观赏性植物以及药用植物，极大地限制了海芋的其他方面的作用。由于海芋生长迅速，且对各种环境都有很强的适应性，这就决定了海芋可以大量种植。

而专利CN102886243A公开了一种用于选择吸附六价铬的吸附剂，以洋车前子壳粉和苯胺为原料，经过氧化聚合制备得到吸附剂，使用材料价格低廉，过程简单，反应条件温和。但是由于大量的洋车前子壳粉的加入，使得吸附剂吸附量较小。专利CN105727899A 公开了一种应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，以无水乙醇和浓盐酸为改性剂。将杨树叶和改性剂充分混合后制得吸附剂，使用方法简单，成本低，但由于只是通过酸和醇改性，并没有引入其他氨基等特定的官能团，吸附剂吸附量较小。专利CN107456951A公开了一种改性的水稻秸秆吸附剂及其制备方法，其通过氨基改性预处理后的水稻秸秆，原料易得，制备方法简单。但其材料对六价铬离子的吸附能力不高，最大吸附量小于10 mg/g。

综上所述，针对现有技术中吸附能力的不足，有必要进一步研究制备海芋基高分子复合材料吸附剂，以满足步骤简单以及吸附容量大的实际要求。

发明内容

针对现有吸附剂的不足，本公开提供一种以海芋为原料制备六价铬离子吸附剂的方法，该方法在预处理前后的海芋表面，通过海芋表面官能团和聚合物间的强相互作用，制得表面改性复合材料吸附剂。

本公开通过以下技术方案实现：

在本公开的第一个方面，提供一种海芋植株在制备六价铬离子吸附剂中的应用。

在本公开的第二个方面，提供一种以海芋为原料制备高分子复合材料的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将干燥后的海芋植株置于水中煮沸，然后干燥；再将干燥后的海芋加入NaOH溶液中搅拌，过滤；再将滤渣加入H₂SO₄溶液中搅拌，洗涤，干燥，得到预处理后的海芋 (Pre-AM)；