[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

摘要

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。 1

主权项

1.一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。

2.根据权利要求1所述的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，其特征在于，步骤(1)干燥粉碎后的秸秆沼渣粒径为200‑600μm，含水量为5‑15wt％；所述秸秆沼渣为秸秆在发酵温度为36‑40℃，水力停留时间为28天的条件下经厌氧发酵得到的废渣。

3.根据权利要求2所述的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，其特征在于，所述的秸秆为玉米秸秆、麦草秸秆、棉花秸秆、高粱秸秆、稻草秸秆或甘蔗秸秆其中之一或其混合物。

4.根据权利要求2所述的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，其特征在于，所述的厌氧发酵为干发酵，发酵过程中进行接种喷淋液，秸秆颗粒粒径为200～600μm。

5.根据权利要求1所述的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，其特征在于，步骤(1)中，秸秆沼渣与环氧氯丙烷按质量体积比为1:5～7，单位：g/mL；DMF与环氧氯丙烷的体积比为1:1～5；搅拌反应温度优选为50～80℃，搅拌反应时间优选为50～80min。

6.根据权利要求1所述的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，其特征在于，步骤(2)所述交联固化剂为乙二胺、三乙胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或二乙氨基丙胺；最优选的，交联固化剂为乙二胺。

7.根据权利要求1所述的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，其特征在于，步骤(2)中，秸秆沼渣：交联固化剂的质量体积比为1:0.2～1.25，单位：g/mL；搅拌反应温度为50～80℃，搅拌反应时间为50～80min。

8.根据权利要求1所述的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，其特征在于，步骤(3)中乙醇浸泡时间为5‑10小时，乙醇质量浓度为20‑30％，浸泡为室温条件下浸泡；步骤(2)、步骤(3)中的过筛分级为过20～60目筛。

9.根据权利要求1所述的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，其特征在于，制得吸附剂的应用，用于废水中重金属离子和阴离子的同时吸附去除，所述的废水为工业废水、富营养化水、含铬废水或印染废水；重金属离子和阴离子包括废水中铜离子、阴离子、镍离子、硝酸根、磷酸根或酸性大红。

10.根据权利要求1所述的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，其特征在于，吸附去除具体方法如下：在温度为30～45℃，pH为3.0～10.0振荡条件下，投入沼渣吸附剂，投加量为每升废水中吸附剂的添加量为0.5～1g，搅拌反应1～8h，振荡速率为120～180r/min。