[发明专利]一种基于腐化松树皮的共聚物及其制备方法与应用

说明书

本发明同时提供松树皮腐化后与马来酸酐/丙烯酸接枝共聚成为重金属吸附剂去除废水中重金属的应用方法。以废弃的松树皮为原料制备松树皮提取液，替代价格较高的化学药剂，以废治废，降低了成本；且得到的基于腐化松树皮的共聚物对重金属离子具有良好的吸附能力。

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及一种基于腐化松树皮腐化后与的马来酸酐/丙烯酸接枝共聚物及其制备方法与应用，具体涉及一种利用天然的马尾松树皮腐化后，与马来酸酐/丙烯酸接枝共聚形成的吸附剂及其去除废水中重金属的应用。

背景技术

金属离子水溶液未经处理排放到水体中造成的有害重金属污染已经成为重要的环境问题之一，铜离子是主要的污染物之一，主要来源于电镀、采矿、冶炼和金属加工等行业。由于铜离子在环境中不能被降解，所以在煤矿、垃圾填埋厂和固废处理地等地附近的浓度很高，并且会通过食物链富集在鱼类、贝壳、蘑菇、坚果等动植物体内，进而对人体造成危害。根据美国环境保护局(EPA)的标准，饮用水中铜离子不能超过1.3mg/L。传统的从水溶液中去除铜离子以及其他重金属离子的方法包括化学沉淀、化学氧化和还原、离子交换、电化学处理、反渗透、膜技术、蒸馏、电渗析等，然而由于去除率低、运行费用高、低选择性、操作条件严格、二次污泥及有害物质的产生等缺点限制了这些方法的使用。在上述方法中，离子交换法被广泛地运用于工业废水中金属离子的去除，但最近几年，研究者们一直在寻找高效、低成本的技术来抗衡经济因素对治理金属污染的限制。

松树皮中富含木质素、纤维素、单宁等物质，对重金属离子有很好的吸附效果，如果对树皮进行再次利用可以增加其经济效益。在落叶松树皮中含有大量的酸性官能团如羟基、羧基、氨基酸、木质酚等，这些基团可以与金属离子进行表面络合作用，生成络合物从而把金属离子吸附在树皮表面。天然落叶松树皮的吸附能力不强，难以有效回收吸附剂和吸附质。通过改性的树皮不仅能防止树皮的有色物质流出，还可以提高树皮的吸附能力和化学稳定性，同时保持了树皮的有效成分。

马尾松是福建省主要用材树种，材质好，木材纹理通直，结构粗，广泛用于建筑、制板、包装箱、家具等各方面。我省每年约有4.0×104hm²的马尾松树林需要间伐，1年可得到80×104m³的马尾松间伐材，其中遗留大量马尾松树皮没有被利用，既浪费天然的植物资源，又给环境造成负担。如何合理利用这类资源，提高其使用价值，是林产工业面临的一个重大课题。

低分子的聚羧酸钠盐是强碱弱酸盐，具有一定的缓冲能力，可以维持处理液的pH值，能很好地吸附金属离子。丙烯酸一马来酸酐共聚物(PAA—MA)属于聚羧酸盐，可以对废水中的铬、铜、铅离子进行吸附，达到去除重金属离子的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备成本低廉，绿色环保的吸附重金属铜的吸附剂。本发明同时提供松树皮腐化后与马来酸酐/丙烯酸接枝共聚成为重金属吸附剂去除废水中重金属的应用方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种基于腐化松树皮的共聚物，所述基于腐化松树皮的共聚物按以下方法制备：

取清洗干燥后的松树皮粉碎、过筛(20-100目)，沸水煮18-24h，沥干水，得到松树皮粉；加入尿素和石灰粉，搅拌均匀，于日光照射下密封放置10-15天，晒干，得到预处理过的松树皮粉；加入马来酸酐和水A，搅拌均匀，充分混合；升温至75-90℃进行接枝共聚(优选80-85℃，特别优选80℃)，缓慢滴加丙烯酸和引发剂；共同研磨，保温30-110min(优选70-110min)后，冷却至室温，所得混合物经后处理，得到所述基于腐化松树皮的共聚物；所述引发剂为过硫酸铵；水A的量以完全浸没所述预处理过的松树皮粉为宜；