[发明专利]改性壳聚糖交联沸石多孔吸附剂及其应用

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及种改性壳聚糖交联沸石多孔吸附剂及其应用，所述的改性壳聚糖交联沸石复合吸附剂作为尾矿坝防於堵吸附材料的应用。本发明的优点是：沸石的结构呈空间网架状，其结构有许多空穴和孔道，使得沸石具有很大的比表面积(300～600m²/g)，而壳聚糖接枝丙烯酸聚合物具有诸多化学基团可以螯合金属离子，所以此发明的吸附容量、吸附效率高，又因为壳聚糖和沸石工作环境不同，沸石适合酸性条件下使用，壳聚糖适合在碱性条件下，所以两者组合可以很好的互补，壳聚糖和沸石的组合能够在很宽的pH范围下都能够使用。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及种改性壳聚糖交联沸石多孔吸附剂及其应用。

背景技术

尾矿坝是由尾矿堆积碾压而成的坝体，一般尾矿坝是由初期坝(基础坝)和后期坝(尾矿堆坝)组成，坝体高度可达几十米甚至上百米。矿坝在矿山环境的保护和治理中起到很大的作用，它主要应用于堆存金属和非金属矿山进行矿石选别后排出的尾矿或其他工业废渣，土工布是以聚合物纤维为原料通过热压针刺、胶结、编织而成的透水性土工合成材料。应用最普遍的是聚酯纤维和聚丙烯纤维，其次是聚酰胺纤维和聚乙烯醇缩醛纤维。土工布的用途多种多样，其主要功能包括过滤、排水、隔离、加筋、防护和防渗等。土工布作为一种排渗反滤材料，在尾矿坝的排渗系统中是十分重要的。由于土工布的存在，坝体在排渗降低水位线的同时又能防止尾矿泄漏土工布上也会发生淤堵，物理淤堵、化学淤堵产生的颗粒和生物淤堵产生的黄色胶状物质(赭石)，会累积在土工布空隙内部和附着在表层，导致土工布渗透性能变差，严重时导致尾矿坝溃坝。

目前国内外针对淤堵情况处理方法主要分为两种：物理方法和化学方法，物理方法实施起来工序较繁琐，化学方法实施简单。

壳聚糖是储量仅次于纤维素的天然高分子材料，是迄今为止自然界中存在的唯一的碱性天然多糖，具有良好的吸附性能；沸石是一种无机多孔吸附材料，具有选择性吸附、易于改性等独特性能，被认为是一种具有发展前途的新型吸附材料。

发明内容

本发明目的在于针对尾矿坝土工布上的化学於堵，提出一种能够吸附导致土工布淤堵金属离子的改性壳聚糖交联沸石复合吸附剂，并且此吸附材料制备简单、施工便捷、吸附效果好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：改性壳聚糖交联沸石复合吸附剂，其结构式为：

其中n为壳聚糖的聚合度。

所述的改性壳聚糖交联沸石复合吸附剂作为尾矿坝防於堵吸附材料的应用。

按上述方案，将改性壳聚糖交联沸石复合吸附剂配置为溶液均匀覆盖在土工布上。

按上述方案，覆盖方法为将溶液使用表面涂装技术使改性壳聚糖交联沸石复合吸附剂覆盖在土工布表面。

按上述方案，表面涂装技术为刷涂法。

按上述方案，所述刷涂法步骤为，将改性壳聚糖交联沸石复合吸附剂溶解于溶剂中，边搅拌边加热，使溶液浓缩至粘稠后，用刷子将浓缩溶液刷在土工布表面。

按上述方案，所述溶剂为乙酸溶液、甲酸溶液或草酸溶液。

按上述方案，加热温度为70～110℃。

本发明壳聚糖接枝丙烯酸的反应机理为Ce⁴⁺先于糖残基C₂-NH₂和C₃-OH反应，生成复合物。随后打开2位和3位碳原子之间的化学键，生成-CH＝NH·和-CH(OH)·两种自由基，之后再与丙烯酸双键聚合，链引发、链增长、链终止具体过程如下所示：

链引发：