[发明专利]一种利用氨基硫脲修饰竹浆纤维素制备重金属离子吸附材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用氨基硫脲修饰竹浆纤维素制备重金属离子吸附材料的方法。采用方法的要点是将竹浆纤维素溶解于氨基硫脲溶液中，经交联剂戊二醛交联溶液中的纤维素和残余氨基硫脲制备重金属离子吸附材料。该方法高效、快速，制备的吸附材料对金属离子有良好的吸附效果。本发明在纤维素溶剂体系中引入后续反应原料，有利于减少反应步骤，节约制备成本，同时提出了高值化利用竹类资源的一条创新思路，可提高我国竹区农民的经济收入，具有重要的环境效益。

技术领域

本发明涉及一种制备重金属离子吸附材料的方法，特别涉及一种利用氨基硫脲修饰竹浆纤维素制备重金属离子吸附材料的方法，属于有机高分子材料技术领域。

背景技术

我国水体重金属污染问题日益严重，汞、锑、铬、镉、铅、铜等重金属离子含量超标的废水通过水体、土壤、食物链等进入生物体内并不断富集，给人类健康和社会发展造成严重危害。如何降低和消除重金属离子污染并有效回收重金属资源是当今社会面临的重要问题。去除重金属离子的主要方法包括化学沉淀法、电解法、反渗透法、离子交换法、膜分离法等，然而，这些方法均存在不足之处，如化学沉淀法和电解法不适用于处理低浓度重金属离子废水，难以将重金属离子浓度控制在废水排放标准内，且处理过程中还会产生大量污泥造成其他污染；电解法耗电量大，处理废水成本高；离子交换法和膜分离法处理效果较好，但受水中杂质、处理环境等因素的影响较大，后期维护成本较高。吸附法因具有所需原料来源广泛、吸附量大、选择性高、再生处理方便等优势，逐渐在重金属离子去除应用领域得到关注。

纤维素、壳聚糖、木质素、农林废弃物等可再生生物质资源数量巨大，且具有来源广、成本低、可降解等优点，用于开发成天然生物基可降解吸附材料可实现废弃资源回收再利用。将生物质资源用于重金属离子吸附材料的制备，一方面是由于其分子结构中孔隙度较高、比表面积较大，能与重金属离子发生物理吸附；另一方面，生物质分子结构中含有丰富的重金属离子吸附基团，如-COOH、-OH、-NH₂等，可通过离子交换、螯合等作用方式吸附重金属离子。然而，将天然生物质资源直接作为重金属吸附材料存在吸附量低、吸附选择性不佳等问题，为改善生物基重金属离子吸附材料的吸附性能，研究者们通常采用化学改性、材料复合等方法制备吸附性能更为优异的可降解吸附材料。

其中，纤维素是自然界储量最丰富的天然生物质资源，其是由D-吡喃型葡萄糖以糖苷键连接而成的大分子多糖，分子内含有许多亲水性的羟基基团，具有多孔及比表面积大的特点，其本身就具有一定的吸附性，成为制备吸附剂的良好材料。因此，本发明采用纤维素为原料，对其进行化学改性制备重金属离子吸附材料。