[发明专利]一种改性秸秆纤维吸附材料的制备及其应用

说明书

本发明公开了一种改性秸秆纤维吸附材料的制备及其应用。该方法包括以下步骤：1)将秸秆粉碎后浸没于碱液中，分离；2)在上述处理后的秸秆样品中先后进行醚化和胺化反应；3)在得到的产品中加入磷酸化剂，进行磷酸化处理，得改性秸秆纤维吸附材料；其中，步骤3)中的磷酸化剂为包含多聚甲醛和亚磷酸的混合溶液。该方法反应条件温和、操作简单，其中的原料成本低廉易得，利用该方法制备的吸附材料对磺胺类抗生素具有很好的吸附效果。

技术领域

本发明涉及水处理应用技术领域，尤其涉及一种改性秸秆纤维吸附材料的制备及其应用。

背景技术

近年来，我国的水体污染不仅涉及到重金属污染，还涉及到诸多抗生素的污染，因为随着社会经济的发展，抗生素越来越多的应用到人们的生活当中，抗生素的环境残留可改变环境微生物种类，破坏生态系统平衡，且诱导的抗性基因可通过食物等途径进入人体，诱导产生耐药性等严重后果。

而，抗生素在自然界中极难降解，通过自然界的循环，而使得水体成为自然界中抗生素的最终归属，因此，去除环境中的抗生素特别是水体中的抗生素显得尤为重要。

磺胺类抗生素(SAs)一类新型离子型有机污染物，它具有价廉、高效等优点，是现阶段使用最广泛的一类抗生素。SAs等抗生素被使用后，有高达85％以上以原形或代谢物的形式随生物粪便和尿液等排泄物进入土壤或水环境，导致生态环境的严重污染。目前，己有许多国家在污水处理厂、活性污泥、地表水、甚至饮用水中检测出多种类、不同浓度的SAs。

目前，处理SAs废水的方法主要有离子交换法、化学氧化法、膜过滤法、吸附法和活性污泥法等。其中离子交换法、化学氧化法和膜过滤法等深度处理技术成本高，处理效果不稳定；而污水处理厂最常用活性污泥法，对SAs去除效率仅为20％～77％，且可能引入消母副产物，这主要是因为能抑制微生物活性，导致处理效果偏低。因此，效率高、能耗低、操作简便的吸附法越来越受到研究者广泛关注和研究。

我国是农业大国，秸秆资源丰富，且纤维含量较高，但一直没有得到合理的利用，大多数被就地焚烧处理，这不仅造成资源的浪费还容易造成环境污染，如果能将这些秸秆进行有效的化学改性，研制成为吸附性能优良的吸附材料，不仅为解决水体中抗生素的吸附提供了新思路，还能为秸秆的综合利用开辟了新的道路。目前，对秸秆进行磷酸化螯合改性并将其应用于水体中磺胺类抗生素的吸附还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性秸秆纤维材料的制备及其应用。该方法反应条件温和，操作简单，其中的原料成本低廉易得，且实现了农业废弃物的转化利用，该方法制备的吸附材料对磺胺类抗生素具有很好的吸附效果。

本发明通过对秸秆纤维进行磷酸化螯合改性，从而赋予秸秆纤维良好的吸附效果，一方面为解决水体中抗生素的吸附提供了新思路，另一方面也使得秸秆变废为宝，实现了农业废弃物循环利用的有益效果。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的目的之一在于提供一种改性秸秆纤维吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将秸秆粉碎后浸没于碱液中，分离；

2)在上述处理后的秸秆样品中先后进行醚化和胺化反应；

3)在得到的产品中加入磷酸化剂，进行磷酸化处理，得改性秸秆纤维吸附材料；

其特征在于：步骤3)中的磷酸化剂为包含多聚甲醛和亚磷酸的混合溶液。

优选地，步骤3)中的产品、多聚甲醛和亚磷酸的质量为：(0.5～1.5)g：(0.1～1)g：(0.1～1)g。

优选地，步骤3)中的产品、多聚甲醛和亚磷酸的质量为：(0.8～1.2)g：(0.4～0.6)g： (0.4～0.6)g。

优选地，多聚甲醛和亚磷酸的质量比为1：1。