[发明专利]一种固载高分子的重金属吸附剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种固载高分子的重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：（一）分散：将纤维素固体分散到氢氧化钠与尿素的水溶液中，得到固液混合物；（二）混合：在常温下将水溶性高分子溶于固液混合物中；（三）溶解：将溶有高分子的固液混合物以每分钟降温0.2～5℃的速率从常温降至‑14～‑15℃，得到纤维素与水溶性高分子的水溶液；（四）析出：将纤维素与水溶性高分子的水溶液与溶剂混合，或将纤维素与水溶性高分子的水溶液加热，析出固体，用溶剂洗涤固体，烘干，得到固载高分子的吸附剂，用于吸附水中重金属。该方法制备的重金属吸附剂具有吸附效果好、制备过程简单、消耗原料少、无污染等优点。

技术领域

本发明涉及一种固载高分子的重金属吸附剂的制备方法，属于环境保护及化工分离领域。

背景技术

纤维素是地球上最古老、最丰富、可再生的天然高分子，是取之不尽用之不竭的宝贵资源。纤维素是植物细胞壁的主要成分，木材、棉花、棉短绒、麦草、稻草、芦苇、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等均含有大量纤维素。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。从分子结构来看，纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。纤维素不能被消化吸收，既不溶于水，也不溶于稀碱溶液，又不溶于一般的有机溶剂。这种难溶解的特性使得以纤维素为原料的工业生产裹足不前。随着全球变暖的加剧、石油资源的日益匮乏，人们重新对纤维素加工加以重视，世界各国投入了大量科研资金和科技人员研究纤维素的利用技术。

聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠是常见的水溶性高分子，也是早已商业化的化工产品。这些高分子化合物可溶于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中，可絮凝、沉淀高浓度的金属离子，但无法絮凝、沉淀低浓度的金属离子，尤其不能通过吸附除去废水的重金属离子。其原因在于此类吸附剂易溶于水，与低浓度重金属离子结合后仍处于溶解状态。因此寻求一种简单的高分子固定化方法有望制备出高性能的重金属吸附剂，以除去水体中日益严重的铅、汞、镉、铜、铬等污染。

中国专利CN201910456859.6公开了一种用于重金属废水处理的纤维素基水凝胶吸附剂的制备方法：将聚乙烯醇、过硫酸铵、丙烯酸等加入纤维素溶液中，聚合反应12～24小时，再加入二甲基亚砜、环氧氯丙烷、三乙烯四胺，加热反应1～3小时，最终制得改性的纤维素水凝胶。该专利技术方案的整个过程持续时间长，需要消耗多种贵重化学品，而且制备流程复杂。

中国专利CN201811061633.8公开了一种改性纤维素重金属离子吸附剂的制备方法，用含有天冬氨酸和谷氨酸的离子液体溶解纤维素，并加入环氧氯丙烷、十六烷基三甲基溴化铵、亚磺酸基化合物、醛、酸等化学品，依次进行醚化反应、还原反应，得到含有亚磺酸基的纤维素，最终与海藻酸钠、脯氨酸、二氧化钛复合，得到改性纤维素吸附剂。整个制备过程极其复杂，且消耗多种化学材料。

中国专利CN201810806456.5公开了一种羧基化多级孔纤维素吸附球的制备方法，使用柠檬酸和柠檬酸三钠的水溶液处理纤维素球，烘干后，在100～130℃发生反应，且反应持续2～8小时，制得羧基化纤维素球。该发明所采用的制备流程较为复杂，制备时间较长，且耗能较多。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种固载高分子的重金属吸附剂的制备方法，该方法使用纤维素固载高分子，制备的重金属吸附剂具有吸附效果好、制备过程简单、消耗原料少、无污染等优点。

解决上述技术问题的技术方案是：一种固载高分子的重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（一）分散：将纤维素固体分散到氢氧化钠与尿素的水溶液中，得到固液混合物；固液混合物中纤维素的质量分数为3～20%，氢氧化钠的质量分数为4～15%，尿素的质量分数为4～15%，余量为水；