[发明专利]一种吸附重金属和阴离子的具多元官能团抗菌性沼渣吸附剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种吸附重金属和阴离子的具多元官能团抗菌性沼渣吸附剂的制备方法，该方法以农作物秸秆燃料化生成的沼渣、环氧氯丙烷为主要原料，以乙二胺、三乙胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或二乙氨基丙胺为交联剂，在N,N‑二甲基甲酰胺介质存在条件下制得，本发明所制备的新型沼渣基多元官能团抗菌性吸附剂，具有生产工艺简单、成本低廉、易于改性、机械强度大、使用范围广、吸附效果好、抗菌性强、二次污染小、吸附量大，特别对铜离子、镍离子、硝酸根、磷酸根、重铬酸根、阴离子染料离子具有高吸附量，化学官能团附着均匀，比表面积大，附着力强。可广泛应用于各种含多种重金属离子和阴离子的污染水体，如工业废水、富营养化水体、含铬废水、印染废水或其它污染水体。

技术领域

本发明涉及一种吸附重金属和阴离子的具多元官能团抗菌性沼渣吸附剂的制备方法，属于废物资源化利用及环境与化学技术领域。

背景技术

我国作为农业大国，据统计，在我国可用生物质资源中农作物秸秆约占52.85％，畜禽粪便约占20.22％，这使得农作物秸秆成为我国生物质资源的主力。针对目前国内外对生物质能源开发利用的迫切需求，有企业和项目以生物质秸秆为原料，通过厌氧发酵技术生产生物质燃气，用提纯的沼气替代石油燃料，大大降低了对不可再生能源的消耗，有利于缓解我国能源紧张状况和促进农业的可持续发展。但针对其产生的燃料化沼渣的处理处置，我国目前尚处于起步阶段。秸秆燃料化沼渣的主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，三者总和占原料干物质总量的60％～80％。这三种主要组分都是天然的高分子物质，具有多种功能基与复杂的键连接方式。例如其拥有较多的羟基基团，其可通过鳌和作用去除水中多种中重金属离子，此外，羟基基团也可以应用于聚合或缩聚等合成反应的活性基团，因此生物质秸秆可以广泛应用于各种有机产品的合成。

目前，由于工业的快速发展，我国水资源受到了不同程度的污染，且有不断加剧的趋势，大量工业和生活污水的排放，成为主要点源污染来源，严重污染了江河、湖泊和沿海海域的水质。如何高效、低成本的去除水中的污染物，解决水体污染，已成为当前研究工作的重点。如何将秸秆燃料化沼渣综合利用起来对解决我国环境污染、回收重金属资源、开发新能源、治理水污染等具有重大意义。

在为数众多的吸附剂应用实施中，目前的吸附剂只是单一的去除重金属或阴离子，关于一种能同时去除重金属和阴离子，同时还具有抗菌性的吸附剂还未有文献公开报道。

发明内容

为了使来源广泛、成本低廉的农作物秸秆沼渣得到高值化利用，减轻环保压力，实现废物资源化，本发明提供一种吸附重金属和阴离子的具多元官能团抗菌性沼渣吸附剂的制备方法。

原料说明：

秸秆沼渣：本发明采用的原料为干燥后的秸秆沼渣，其纤维素含量为10-50％，半纤维素含量为2-40％，木质素含量为2-50％，其余为蛋白质及灰分。

本发明的技术方案如下：

一种吸附重金属和阴离子的具多元官能团抗菌性沼渣吸附剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)将干燥粉碎后的秸秆沼渣，与环氧氯丙烷按质量体积比＝1:1～20的比例混合，单位：g/mL；置于容器中，搅拌加入反应介质N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，在50～150℃下搅拌反应30～150min；DMF与环氧氯丙烷的体积比为1:0.1～10；

(2)向步骤(1)反应后的混合物中，按秸秆沼渣：交联固化剂质量体积比为1:0.05～5比例将交联固化剂加入反应后的混合物中继续反应30～120min，单位：g/mL；温度恒定控制在20～120℃；反应结束后，将产物取出用去离子水洗涤，抽滤、干燥，过筛分级；

(3)步骤(2)反应结束后，将所制得的固体产物用质量浓度10％-50％的乙醇浸泡1-24h后用去离子水洗涤，干燥，过筛分级，得吸附重金属和阴离子的具多元官能团抗菌性沼渣吸附剂。

根据本发明优选的，上述制备方法中：