一種新型改性填料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型改性填料，其特征在于，由殼聚糖粘性凝膠包裹填料玻璃球組成，其中殼聚糖粘性凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30％，所述填料玻璃球與殼聚糖粘性凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和為100％。本發(fā)明還公開(kāi)了一種新型改性填料的制備方法，步驟為：制備殼聚糖凝膠；通過(guò)殼聚糖凝膠制備殼聚糖粘性凝膠；將殼聚糖粘性凝膠置于乳酸溶液中，將經(jīng)過(guò)處理得到的填料玻璃球放入含有殼聚糖粘性凝膠的乳酸溶液中，使填料玻璃球上包覆殼聚糖粘性凝膠，經(jīng)調(diào)節(jié)pH清洗干燥后得到新型改性填料。本發(fā)明制得的新型改性填料對(duì)重金屬離子去除率高；無(wú)毒無(wú)味，對(duì)環(huán)境友好，對(duì)水體不會(huì)造成二次污染，對(duì)水體中的其它生物無(wú)傷害。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新型改性填料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水凈化過(guò)濾領(lǐng)域，具體地指一種新型改性填料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]用規(guī)則性或非定型顆粒(體、±夬、片、線(xiàn))充填于罐體內(nèi)用于攔截過(guò)濾水中的懸浮物的材料通常稱(chēng)為填料，其材質(zhì)為有機(jī)/無(wú)機(jī)單組分物質(zhì)經(jīng)自然破碎篩分成型塑成一定的外形形狀，用以堆積起來(lái)后便于攔截懸浮物，反向流沖洗時(shí)，又能反吹出。當(dāng)選用某些材料如活性炭，離子交換樹(shù)脂材料當(dāng)做填料用于過(guò)濾時(shí)限于這些材料的特性，其吸附交換特性指向性單一性能有限?；钚蕴繉?duì)重金屬離子的去除效果不好，成本較高；離子交換樹(shù)脂的再生比較復(fù)雜，并且會(huì)產(chǎn)生酸、堿廢水，易造成二次污染。
[0003]殼聚糖是甲殼素脫乙?；蟮漠a(chǎn)物，是天然多糖中為數(shù)不多的陽(yáng)離子高分子聚合物。殼聚糖的外觀(guān)是白色或淡黃色半透明片狀固體，略有珍珠光澤。殼聚糖作為天然陽(yáng)離子生物聚合物具有很多獨(dú)特的功能，如保濕性、潤(rùn)濕性、成膜性、抗靜電作用、毛發(fā)柔軟和保護(hù)作用等。目前已廣泛應(yīng)用于紡織印染、醫(yī)學(xué)、食品、化妝品等領(lǐng)域。殼聚糖可以借助氫鍵和離子鍵形成類(lèi)似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的籠形分子，對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)的吸附能力，近年來(lái)作為重金屬吸附材料備受關(guān)注。盡管殼聚糖具有良好的應(yīng)用潛力，但是由于它們是分子結(jié)構(gòu)規(guī)整的線(xiàn)型高分子，結(jié)晶度高，使得殼聚糖尤其是高分子量的殼聚糖，溶解性非常差，不溶于水以及大部分有機(jī)溶劑，只溶于部分稀酸水溶液中。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01110042318.2的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種制備吸附重金屬離子的改性殼聚糖材料的方法，對(duì)海水里重金屬有較好的吸附能力，但其生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，而且該發(fā)明中制得的改性殼聚糖材料與現(xiàn)有技術(shù)殼聚糖聚合物一樣，都屬于形狀不固定的無(wú)定形態(tài)，對(duì)應(yīng)用在填料領(lǐng)域時(shí)針對(duì)懸浮物的攔截效果較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種可去除重金屬離子形態(tài)固定且對(duì)環(huán)境友好的新型改性填料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種新型改性填料，其特征在于，由殼聚糖粘性凝膠包裹填料玻璃球組成，其中殼聚糖粘性凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30%，所述填料玻璃球與殼聚糖粘性凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和為100%。
[0007]優(yōu)選的，所述殼聚糖粘性凝膠由粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸30-60min，去離子水漂洗，干燥后得到殼聚糖凝膠，殼聚糖凝膠置于乳酸溶液中，在40-50°C溫度下連續(xù)攪拌4-6h，放置12-16h后制得。
[0008]優(yōu)選的，所述填料玻璃球由玻璃球在室溫下用乳酸溶液浸泡并攪拌6_8h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗干燥后制得。
[0009]本發(fā)明還提供一種新型改性填料的制備方法，步驟為
[0010]a.將殼聚糖與玻璃球進(jìn)行預(yù)處理:
[0011]粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸30_60min，用去離子水漂洗，干燥后得到殼聚糖凝膠；殼聚糖凝膠置于乳酸溶液中，在40-50°C溫度下連續(xù)攪拌4-6h，放置12-16h后得到殼聚糖粘性凝膠；
[0012]玻璃球在室溫下用乳酸溶液浸泡并攪拌6_8h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0013]b.殼聚糖粘性凝膠放入到乳酸溶液中，保持溫度40_50°C，加入填料玻璃球，連續(xù)攪拌10-14小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著在玻璃球上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后取出用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟b中殼聚糖粘性凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30%，其中步驟b中所用殼聚糖粘性凝膠與所用填料玻璃球的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和為100%。
[0015]優(yōu)選的，所述乳酸溶液濃度為0.1-0.3mol/Lo
[0016]進(jìn)一步的，所述乳酸溶液濃度為0.2mol/Lo
[0017]進(jìn)一步的，步驟a中殼聚糖凝膠與置入的乳酸溶液中乳酸的質(zhì)量比為25?30:9 ?27。
[0018]優(yōu)選的，所述NaOH溶液濃度為0.4-0.6mol/L。
[0019]進(jìn)一步的，所述NaOH溶液濃度為0.5mol/L。
[0020]殼聚糖由于分子中存在羥基、氨基和其他基團(tuán)，可形成具有類(lèi)似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的籠型分子，對(duì)許多金屬離子進(jìn)行螯合，殼聚糖對(duì)銅、鋅、鎳、銀、汞、鉛的金屬陽(yáng)離子都有很強(qiáng)的吸附能力。但單純殼聚糖聚合物水溶性差，本發(fā)明通過(guò)以殼聚糖為主鏈，采用將乳酸分子基團(tuán)引到殼聚糖分子結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈上的過(guò)程，以改善殼聚糖的水溶性，并利用殼聚糖良好的生物相容性制備特殊作用的水凝膠，用來(lái)吸附金屬離子。但由于殼聚糖粘性凝膠形狀不固定，無(wú)法擴(kuò)大其表面積來(lái)對(duì)水中重金屬離子進(jìn)行吸附，將其包裹在玻璃球外，利用玻璃球維持形狀及擴(kuò)大利用面積。
[0021]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)為:
[0022]1.將無(wú)固定性狀的殼聚糖粘性凝膠包覆在玻璃球載體上，增加對(duì)水中懸浮物的攔截作用，擴(kuò)大殼聚糖粘性凝膠的吸附面積，提高吸附效率，對(duì)重金屬離子去除率高；
[0023]2.使用的殼聚糖、乳酸等都屬于環(huán)境友好型材料，制得的新型改性填料無(wú)毒無(wú)味，對(duì)水體不會(huì)造成二次污染，對(duì)水體中的其它生物(魚(yú)蝦等生物)不造成傷害；
[0024]3.使用的原料來(lái)源廣、成本低、制作方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本相對(duì)較低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1本發(fā)明改性填料使用后紅外光譜圖
[0026]圖2本發(fā)明改性填料對(duì)不同金屬離子的吸附動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]實(shí)施例1
[0029]新型改性填料的制備方法為:
[0030]a.將粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖，去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸30分鐘，然后用去離子水漂洗3-5次，最后用真空干燥器干燥72小時(shí)，得到殼聚糖凝膠；將30g殼聚糖凝膠緩慢加入到IL濃度0.2mol/L的乳酸水溶液中，在40_50°C的溫度下，連續(xù)攪拌4小時(shí)，然后放置12小時(shí)得到殼聚糖粘性凝膠；
[0031]將玻璃球在室溫下用濃度0.2mol/L乳酸溶液浸泡并攪拌6h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0032]b.取30g殼聚糖粘性凝膠放入到濃度0.2mol/L的乳酸溶液中，保持溶液溫度40-500C，再加入70g填料玻璃球，連續(xù)攪拌12小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著到玻璃球填料表面上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入濃度為0.5mol/L的NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后從NaOH溶液中取出經(jīng)用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0033]對(duì)上述新型改性填料進(jìn)行重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)，玻璃柱內(nèi)徑4.8cm，柱長(zhǎng)95.5cm，充填新型改性填料高57cm，膨脹率為40%，設(shè)計(jì)濾速8_12米/小時(shí)；反清洗強(qiáng)度9-15L/秒.米2 ;沖洗歷時(shí)5-7分鐘/24小時(shí)；進(jìn)水壓力多0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0.2MPa。采用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水流量5ml/s (18.lL/h，432L/24h)，進(jìn)水金屬離子配制濃度分別為 100mg/L，250mg/L，500mg/L，監(jiān)測(cè) Cu ( II )、Ni ( II )、Zn ( II )金屬濃度(進(jìn)出水中)繪制去除率曲線(xiàn)n = (Co-Ce)/Co)。η為去除率(％ )，Co為進(jìn)水金屬濃度(mg/L)；Ce為出水金屬濃度(mg/L)。實(shí)測(cè)去除率分別Cu ( II )為98%，Ni ( II )為96.5%，Zn( II )為97.5%。表明新型改性填料具有良好的重金屬離子吸附去除性能。
[0034]新型改性填料使用后紅外光譜圖如圖1所示，C-H表示帶烷基的有機(jī)物已附著在載體上；C-N表示殼聚糖已附著在載體上。
[0035]實(shí)施例2
[0036]新型改性填料的制備方法為:
[0037]a.將粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖，去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸30分鐘，然后用去離子水漂洗3-5次，最后用真空干燥器干燥72小時(shí)，得到殼聚糖凝膠；將25g殼聚糖凝膠緩慢加入到IL濃度0.3mol/L的乳酸水溶液中，在40_50°C的溫度下，連續(xù)攪拌6小時(shí)，然后放置12小時(shí)得到殼聚糖粘性凝膠；
[0038]將玻璃球在室溫下用濃度0.3mol/L乳酸溶液浸泡并攪拌7h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0039]b.取25g殼聚糖粘性凝膠放入到濃度0.3mol/L的乳酸溶液中，保持溶液溫度40-50°C，加入75g填料玻璃球，連續(xù)攪拌10小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著到玻璃球填料表面上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入濃度為0.4mol/L的NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后從NaOH溶液中取出經(jīng)用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0040]對(duì)上述新型改性填料進(jìn)行重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)，玻璃柱內(nèi)徑4.8cm，柱長(zhǎng)95.5cm，充填新型改性填料高57cm，膨脹率為40%，設(shè)計(jì)濾速8_12米/小時(shí)；反清洗強(qiáng)度9-15L/秒.米2 ;沖洗歷時(shí)5-7分鐘/24小時(shí)；進(jìn)水壓力多0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0.2MPa。采用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水流量5ml/s (18.lL/h，432L/24h)，進(jìn)水金屬離子配制濃度分別為 100mg/L，250mg/L，500mg/L，監(jiān)測(cè) Cu ( II )、Ni ( II )、Zn ( II )金屬濃度(進(jìn)出水中)繪制去除率曲線(xiàn)n = (Co-Ce)/Co) O η為去除率(％ )，Co為進(jìn)水金屬濃度(mg/L) ；Ce為出水金屬濃度(mg/L)。實(shí)測(cè)去除率分別Cu( II )為98.9%，Ni ( II )為97.2%，Zn( II )為95.9%。表明新型改性填料具有良好的重金屬離子吸附去除性能。
[0041]實(shí)施例3
[0042]新型改性填料的制備方法為:
[0043]a.將粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖，去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸60分鐘，然后用去離子水漂洗3-5次，最后用真空干燥器干燥72小時(shí)，得到殼聚糖凝膠；將28g殼聚糖凝膠緩慢加入到IL濃度0.lmol/L的乳酸水溶液中，在40_50°C的溫度下，連續(xù)攪拌5小時(shí)，然后放置14小時(shí)得到殼聚糖粘性凝膠；
[0044]將玻璃球在室溫下用濃度0.lmol/L乳酸溶液浸泡并攪拌7h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0045]b.取28g殼聚糖粘性凝膠放入到濃度0.lmol/L的乳酸溶液中，保持溶液溫度40-500C，再加入72g填料玻璃球，連續(xù)攪拌14小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著到玻璃球填料表面上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入濃度為0.6mol/L的NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后從NaOH溶液中取出經(jīng)用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0046]對(duì)上述新型改性填料進(jìn)行重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)，玻璃柱內(nèi)徑4.8cm，柱長(zhǎng)95.5cm，充填新型改性填料高57cm，膨脹率為40%，設(shè)計(jì)濾速8_12米/小時(shí)；反清洗強(qiáng)度9-15L/秒.米2 ;沖洗歷時(shí)5-7分鐘/24小時(shí)；進(jìn)水壓力多0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0.2MPa。采用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水流量5ml/s (18.lL/h，432L/24h)，進(jìn)水金屬離子配制濃度分別為 100mg/L，250mg/L，500mg/L，監(jiān)測(cè) Cu ( II )、Ni ( II )、Zn ( II )金屬濃度(進(jìn)出水中)繪制去除率曲線(xiàn)n = (Co-Ce)/Co) ? η為去除率(％ )，Co為進(jìn)水金屬濃度(mg/L) ；Ce為出水金屬濃度(mg/L)。實(shí)測(cè)去除率分別Cu( II )為97.8%，Ni ( II )為96.4%，Zn( II )為97.1%。表明新型改性填料具有良好的重金屬離子吸附去除性能。
[0047]實(shí)施例4
[0048]新型改性填料的制備方法為:
[0049]a.將粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖，去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸50分鐘，然后用去離子水漂洗3-5次，最后用真空干燥器干燥72小時(shí)，得到殼聚糖凝膠；將26g殼聚糖凝膠緩慢加入到IL濃度0.2mol/L的乳酸水溶液中，在40_50°C的溫度下，連續(xù)攪拌4小時(shí)，然后放置16小時(shí)得到殼聚糖粘性凝膠；
[0050]將玻璃球在室溫下用濃度0.2mol/L乳酸溶液浸泡并攪拌6h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0051]b.取26g殼聚糖粘性凝膠放入到濃度0.2mol/L的乳酸溶液中，保持溶液溫度40-50°C，加入74g填料玻璃球，連續(xù)攪拌12小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著到玻璃球填料表面上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入濃度為0.4mol/L的NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后從NaOH溶液中取出經(jīng)用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0052]對(duì)上述新型改性填料進(jìn)行重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)，玻璃柱內(nèi)徑4.8cm，柱長(zhǎng)95.5cm，充填新型改性填料高57cm，膨脹率為40%，設(shè)計(jì)濾速8_12米/小時(shí)；反清洗強(qiáng)度9-15L/秒.米2 ;沖洗歷時(shí)5-7分鐘/24小時(shí)；進(jìn)水壓力多0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0.2MPa。采用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水流量5ml/s (18.lL/h，432L/24h)，進(jìn)水金屬離子配制濃度分別為 100mg/L，250mg/L，500mg/L，監(jiān)測(cè) Cu ( II )、Ni ( II )、Zn ( II )金屬濃度(進(jìn)出水中)繪制去除率曲線(xiàn)n = (Co-Ce)/Co)。η為去除率(％ )，Co為進(jìn)水金屬濃度(mg/L)；Ce為出水金屬濃度(mg/L) ο實(shí)測(cè)去除率分別Cu( II )為98.4%，Ni ( II )為97%，Zn( II )為97.1%。表明新型改性填料具有良好的重金屬離子吸附去除性能。
[0053]實(shí)施例5
[0054]新型改性填料的制備方法為:
[0055]a.將粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖，去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸30分鐘，然后用去離子水漂洗3-5次，最后用真空干燥器干燥72小時(shí)，得到殼聚糖凝膠；將30g殼聚糖凝膠緩慢加入到IL濃度0.3mol/L的乳酸水溶液中，在40_50°C的溫度下，連續(xù)攪拌4小時(shí)，然后放置12小時(shí)得到殼聚糖粘性凝膠；
[0056]將玻璃球在室溫下用濃度0.3mol/L乳酸溶液浸泡并攪拌8h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0057]b.取30g殼聚糖粘性凝膠放入到濃度0.3mol/L的乳酸溶液中，保持溫度40_50°C ；加入70g填料玻璃球，連續(xù)攪拌16小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著到玻璃球填料表面上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入濃度為0.6mol/L的NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后從NaOH溶液中取出經(jīng)用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0058]對(duì)上述新型改性填料進(jìn)行重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)，玻璃柱內(nèi)徑4.8cm，柱長(zhǎng)95.5cm，充填新型改性填料高57cm，膨脹率為40%，設(shè)計(jì)濾速8_12米/小時(shí)；反清洗強(qiáng)度9-15L/秒.米2 ;沖洗歷時(shí)5-7分鐘/24小時(shí)；進(jìn)水壓力多0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0.2MPa。采用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水流量5ml/s (18.lL/h，432L/24h)，進(jìn)水金屬離子配制濃度分別為 100mg/L，250mg/L，500mg/L，監(jiān)測(cè) Cu ( II )、Ni ( II )、Zn ( II )金屬濃度(進(jìn)出水中)繪制去除率曲線(xiàn)n = (Co-Ce)/Co) ? η為去除率(％ )，Co為進(jìn)水金屬濃度(mg/L) ；Ce為出水金屬濃度(mg/L)。實(shí)測(cè)去除率分別Cu( II )為98.7%，Ni ( II )為97.2%，Zn( II )為97%。表明新型改性填料具有良好的重金屬離子吸附去除性能。
[0059]實(shí)施例6
[0060]新型改性填料的制備方法為:
[0061]a.將粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖，去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸30分鐘，然后用去離子水漂洗3-5次，最后用真空干燥器干燥72小時(shí)，得到殼聚糖凝膠；將25g殼聚糖凝膠緩慢加入到IL濃度0.lmol/L的乳酸水溶液中，在40_50°C的溫度下，連續(xù)攪拌4小時(shí)，然后放置12小時(shí)得到殼聚糖粘性凝膠；
[0062]將玻璃球在室溫下用濃度0.lmol/L乳酸溶液浸泡并攪拌6h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0063]b.取25g殼聚糖粘性凝膠放入到濃度0.lmol/L的乳酸溶液中，保持溫度40_50°C ；加入75g填料玻璃球，連續(xù)攪拌14小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著到玻璃球填料表面上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入濃度為0.5mol/L的NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后從NaOH溶液中取出經(jīng)用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0064]對(duì)上述新型改性填料進(jìn)行重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)，玻璃柱內(nèi)徑4.8cm，柱長(zhǎng)95.5cm，充填新型改性填料高57cm，膨脹率為40%，設(shè)計(jì)濾速8_12米/小時(shí)；反清洗強(qiáng)度9-15L/秒.米2 ;沖洗歷時(shí)5-7分鐘/24小時(shí)；進(jìn)水壓力多0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0.2MPa。采用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水流量5ml/s (18.lL/h，432L/24h)，進(jìn)水金屬離子配制濃度分別為 100mg/L，250mg/L，500mg/L，監(jiān)測(cè) Cu ( II )、Ni ( II )、Zn ( II )金屬濃度(進(jìn)出水中)繪制去除率曲線(xiàn)n = (Co-Ce)/Co) ? η為去除率(％ )，Co為進(jìn)水金屬濃度(mg/L) ；Ce為出水金屬濃度(mg/L)。實(shí)測(cè)去除率分別Cu( II )為98.2%，Ni ( II )為96.8%，Zn( II )為97.7%。表明新型改性填料具有良好的重金屬離子吸附去除性能。
[0065]實(shí)施例7
[0066]新型改性填料的制備方法為:
[0067]a.將粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖，去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸50分鐘，然后用去離子水漂洗3-5次，最后用真空干燥器干燥72小時(shí)，得到殼聚糖凝膠；將30g殼聚糖凝膠緩慢加入到IL濃度0.lmol/L的乳酸水溶液中，在40_50°C的溫度下，連續(xù)攪拌4小時(shí)，然后放置15小時(shí)得到殼聚糖粘性凝膠；
[0068]將玻璃球在室溫下用濃度0.lmol/L乳酸溶液浸泡并攪拌8h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0069]b.取30g殼聚糖粘性凝膠放入到濃度0.lmol/L的乳酸溶液中，保持溫度40-50°C，加入70g填料玻璃球，連續(xù)攪拌12小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著到玻璃球填料表面上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入濃度為0.5mol/L的NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后從NaOH溶液中取出經(jīng)用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0070]對(duì)上述新型改性填料進(jìn)行重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)，玻璃柱內(nèi)徑4.8cm，柱長(zhǎng)95.5cm，充填新型改性填料高57cm，膨脹率為40%，設(shè)計(jì)濾速8_12米/小時(shí)；反清洗強(qiáng)度9-15L/秒.米2 ;沖洗歷時(shí)5-7分鐘/24小時(shí)；進(jìn)水壓力多0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0.2MPa。采用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水流量5ml/s (18.lL/h，432L/24h)，進(jìn)水金屬離子配制濃度分別為 100mg/L，250mg/L，500mg/L，監(jiān)測(cè) Cu ( II )、Ni ( II )、Zn ( II )金屬濃度(進(jìn)出水中)繪制去除率曲線(xiàn)n = (Co-Ce)/Co) ? η為去除率(％ )，Co為進(jìn)水金屬濃度(mg/L) ；Ce為出水金屬濃度(mg/L)。實(shí)測(cè)去除率分別Cu ( II )為98.4%，Ni ( II )為96.4%，Zn( II )為97.4%。表明新型改性填料具有良好的重金屬離子吸附去除性能。
[0071]實(shí)施例8
[0072]新型改性填料的制備方法為:
[0073]a.將粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖，去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸50分鐘，然后用去離子水漂洗3-5次，最后用真空干燥器干燥72小時(shí)，得到殼聚糖凝膠；將29g殼聚糖凝膠緩慢加入到IL濃度0.25mol/L的乳酸水溶液中，在40-50°C的溫度下，連續(xù)攪拌4小時(shí)，然后放置12小時(shí)制得殼聚糖粘性凝膠；
[0074]將玻璃球在室溫下用濃度0.25mol/L乳酸溶液浸泡并攪拌6h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球；
[0075]b.取29g殼聚糖粘性凝膠放入到濃度0.25mol/L的乳酸溶液中，保持溫度40-500C ;加入71g填料玻璃球，連續(xù)攪拌12小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著到玻璃球填料表面上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入濃度為0.6mol/L的NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后從NaOH溶液中取出經(jīng)用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
[0076]對(duì)上述新型改性填料進(jìn)行重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)，玻璃柱內(nèi)徑4.8cm，柱長(zhǎng)95.5cm，充填新型改性填料高57cm，膨脹率為40%，設(shè)計(jì)濾速8_12米/小時(shí)；反清洗強(qiáng)度9-15L/秒.米2 ;沖洗歷時(shí)5-7分鐘/24小時(shí)；進(jìn)水壓力多0.04MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0.2MPa。采用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水流量5ml/s (18.lL/h，432L/24h)，進(jìn)水金屬離子配制濃度分別為 100mg/L，250mg/L，500mg/L，監(jiān)測(cè) Cu ( II )、Ni ( II )、Zn ( II )金屬濃度(進(jìn)出水中)繪制去除率曲線(xiàn)n = (Co-Ce)/Co) ? η為去除率(％ )，Co為進(jìn)水金屬濃度(mg/L) ；Ce為出水金屬濃度(mg/L)。實(shí)測(cè)去除率分別Cu( II )為98.3%，Ni ( II )為96.3%，Zn( II )為97.5%。表明新型改性填料具有良好的重金屬離子吸附去除性能。
【權(quán)利要求】
1.一種新型改性填料，其特征在于，由殼聚糖粘性凝膠包裹填料玻璃球組成，其中殼聚糖粘性凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30%，所述填料玻璃球與殼聚糖粘性凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)和為100%。
2.如權(quán)利要求1所述的新型改性填料，其特征在于，所述殼聚糖粘性凝膠由粘度為.0.25-0.65Pa*s的殼聚糖去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸30_60min，去離子水漂洗，干燥后得到殼聚糖凝膠，殼聚糖凝膠置于乳酸溶液中，在40-50°C溫度下連續(xù)攪拌4-6h，放置12-16h后制得。
3.如權(quán)利要求1所述的新型改性填料，其特征在于，所述填料玻璃球由玻璃球在室溫下用乳酸溶液浸泡并攪拌6-8h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗干燥后制得。
4.一種如權(quán)利要求1所述新型改性填料的制備方法，其特征在于，步驟為: a.將殼聚糖與玻璃球進(jìn)行預(yù)處理: 粘度為0.25-0.65Pa.s的殼聚糖去除雜質(zhì)和粉塵，篩分后煮沸30_60min，用去離子水漂洗，干燥后得到殼聚糖凝膠；殼聚糖凝膠置于乳酸溶液中，在40-50°C溫度下連續(xù)攪拌.4_6h，放置12-16h后得到殼聚糖粘性凝膠； 玻璃球在室溫下用乳酸溶液浸泡并攪拌6-8h，之后再經(jīng)過(guò)濾并用去離子水沖洗后干燥，得到填料玻璃球； b.殼聚糖粘性凝膠放入到乳酸溶液中，保持溫度40-50°C，加入填料玻璃球，連續(xù)攪拌.10-14小時(shí)，直到殼聚糖粘性凝膠全部附著在玻璃球上，將附有殼聚糖粘性凝膠的填料玻璃球移入NaOH溶液中中和過(guò)剩乳酸，最后取出用去離子水洗凈直至pH為中性，干燥后得到新型改性填料。
5.如權(quán)利要求4所述新型改性填料的制備方法，其特征在于，所述步驟b中殼聚糖粘性凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30%，其中步驟b中所用殼聚糖粘性凝膠與所用填料玻璃球的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和為100%。
6.如權(quán)利要求4所述新型改性填料的制備方法，其特征在于，所述乳酸溶液濃度為.0.1-0.3mol/Lo
7.如權(quán)利要求6所述新型改性填料的制備方法，其特征在于，所述乳酸溶液濃度為.0.2mol/Lo
8.如權(quán)利要求6所述新型改性填料的制備方法，其特征在于，步驟a中殼聚糖凝膠與置入的乳酸溶液中乳酸的質(zhì)量比為25?30:9?27。
9.如權(quán)利要求4所述新型改性填料的制備方法，其特征在于，所述NaOH溶液濃度為.0.4-0.6mol/Lo
10.如權(quán)利要求9所述新型改性填料的制備方法，其特征在于，所述NaOH溶液濃度為.0.5mol/L。
【文檔編號(hào)】B01J20/28GK104475045SQ201410742303
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】蔣豪杰, 王愛(ài)文 申請(qǐng)人:武漢一元環(huán)境工程有限公司