CN112108123B - 一种改性海藻酸钠复合球及其制备方法和作为重金属离子捕捉剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性海藻酸钠复合球及其制备方法和作为重金属离子捕捉剂的应用，属于重金属离子捕捉剂制备技术领域，采用酸性物质改性海藻酸钠，并将酸性物质改性后的海藻酸钠与氯化钙交联形成颗粒物，海藻酸钠来源广泛，价格低廉，制得的改性海藻酸钠复合球具有良好的吸附性能，对水中重金属离子具有良好的去除能力，克服了未改性海藻酸复合球对水中重金属离子去处能力低的缺点，增大了将该复合球应用于实际重金属离子废水处理的可能性。
Description
技术领域
本发明属于重金属离子捕捉剂的领域，涉及一种改性海藻酸钠复合球及其制备方法和作为重金属离子捕捉剂的应用。
背景技术
在工业生产中，如制革、金属电镀、燃料和采矿行业排放大量的重金属离子 (如铅、镉、锌、铜、镍、锰和钴等)进入生态环境。由于重金属离子在生态环境中的持久性和长期累积性，其无法自行分解与转化，且在经过生物机体的进一步富集放大后，最终会通过食物链进入人体从而对公共人口健康造成严重威胁。其中，重金属铅、镍、锰、镉和钴被认为是有毒物质，虽然重金属锌和铜是机体生长发育的必需元素，但是过量的锌和铜仍然会对机体造成损害。
去除水中重金属离子的方法主要包括化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、絮凝法以及反渗透技术等。其中，由于吸附法具有效率高、能耗低和操作简单等优点而被广泛采用。对于吸附法中的吸附剂而言，海藻酸钠由于在较温和的条件下，其结构单元上的Na+离子可与水溶液中的Ca2+或者Sr2+等二价阳离子发生离子交换反应，形成交联的网状结构，以此可制备获得海藻酸钠的复合球吸附剂。与传统粉末吸附剂相比，海藻酸钠复合球在吸附处理水中重金属离子方面具有不容易流失、容易与水分离和回收性能良好等优点。
但是，未经改性的海藻酸钠复合球吸附剂对水中重金属离子的去处能力低，达不到重金属离子废水处理的理想要求。因此，选择合适的改性剂对海藻酸钠进行改性，是目前国内外研究的热点问题之一。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种改性海藻酸钠复合球及其制备方法和作为重金属离子捕捉剂的应用，该改性海藻酸钠复合球吸附剂，用于去除水中重金属离子，克服了未改性海藻复合球吸附剂去处水中重金属离子能力低的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种改性海藻酸钠复合球的制备方法，包括以下步骤：
1)在室温常压条件下，将海藻酸钠、酸性物质加入水中，充分搅拌均匀直至海藻酸钠溶解改性，获得透明的改性海藻酸钠溶液；
2)在室温常压条件下，配制CaCl2溶液；
3)将改性海藻酸钠溶液逐滴加入至CaCl2溶液中，滴加过程中形成海藻酸钠颗粒，静置10～15h后用水清洗，然后真空冷冻干燥，制得改性海藻酸钠复合球。
优选地，所述酸性物质为乙二酸或柠檬酸。
优选地，步骤1)中，海藻酸钠、酸性物质和水的用量比为(5～15)g：(3～6) g：(250～500)mL。
优选地，步骤1)中，充分搅拌均匀采用磁力搅拌器，磁力搅拌器温度调节为40～100℃，搅拌时间为6～12h。
优选地，步骤2)中，CaCl2溶液是将无水氯化钙加入水中搅拌均匀制得，无水氯化钙和水的用量比为(5～20)g:(450～1500)mL。
优选地，步骤3)中，真空冷冻干燥在-60℃下进行。
本发明还公开了采用上述的制备方法制得的改性海藻酸钠复合球，该改性海藻酸钠复合球的粒径为2～6mm。
本发明还公开了上述的改性海藻酸钠复合球作为重金属离子捕捉剂的应用。
优选地，所述重金属离子包括Pb(II)离子、Cu(II)离子、Cd(II)、Co(II)离子和 Ni(II)离子；
且对Pb(II)离子、Cu(II)离子、Cd(II)、Co(II)离子和Ni(II)离子的最大吸附量分别为60.4mg/g、72.5mg/g、55.2mg/g、46.1mg/g和61.8mg/g。
优选地，经过连续4次的吸-脱附循环之后，对Pb(II)离子、Cu(II)离子、Cd(II)、Co(II)离子和Ni(II)离子的最大吸附量分别为58.2mg/g、69.4mg/g、54.6mg/g、 41.8mg/g和58.9mg/g。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开的改性海藻酸钠复合球的制备方法，采用酸性物质改性海藻酸钠，得到相较于原海藻酸钠更多的表面官能团的改性海藻酸钠，并将酸性物质改性后的海藻酸钠与氯化钙交联形成改性海藻酸钠复合球重金属离子吸附剂。本发明使用的海藻酸钠来源广泛，价格低廉，制得的改性海藻酸钠复合球相较未改性的海藻酸钠复合球具有更多的表面官能团，对水中重金属离子具有良好的去除能力，克服了未改性的海藻酸钠复合球对水中重金属离子去处能力低的缺点，增大了将该复合球应用于实际重金属离子废水处理的可能性，在处理水污染方面具有非常广阔的应用前景。
进一步地，本发明的酸性物质选用乙二酸或柠檬酸，乙二酸或柠檬酸作为植物源食品中一类物质，其对水中重金属离子具有很强的配合作用。因此，使用乙二酸对海藻酸钠进行改性，得到相较于原海藻酸钠更多的表面官能团，以此达到去除水中重金属离子的理想效果。
本发明制得的改性海藻酸钠复合球用于水中重金属离子的去除与净化，去除效率高，对重金属离子Pb(II)离子、Cu(II)离子、Cd(II)、Co(II)离子和Ni(II)离子的最大吸附量分别为60.4mg/g、72.5mg/g、55.2mg/g、46.1mg/g和61.8mg/g。且该吸附剂的再生性能良好，经过连续4次的吸-脱附循环之后，对Pb(II)离子、 Cu(II)离子、Cd(II)、Co(II)离子和Ni(II)离子的最大吸附量分别为58.2mg/g、69.4 mg/g、54.6mg/g、41.8mg/g和58.9mg/g。
附图说明
图1为实施例1制备的改性海藻酸钠复合球的实物图和扫描电镜(SEM)图；其中，(a)为复合球的实物图；(b)为复合球的表面SEM图；(c)为复合球的内部孔结构SEM图；
图2为制备的未改性海藻酸和改性海藻酸钠复合球的傅里叶红外光谱 (FTIR)图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施列1
在室温常压条件下，反应步骤如下：①将300mL的烧杯放置在磁力搅拌器上，加入超纯水250mL，海藻酸钠5.0000g，酸性物质3.0000g，将磁力搅拌器温度调节为40℃，保持6h使海藻酸钠溶解改性；②在室温常压条件下，在500 mL的烧杯中，加入无水氯化钙5.0000g，超纯水450mL，使用磁力搅拌器搅拌溶解；③在室温常压条件下，将在①中获得的透明改性海藻酸钠溶液使用注射器逐滴加入②中的CaCl2溶液中，形成颗粒，将上述颗粒在②中的CaCl2溶液中静置10h，使用超纯水清洗，在-60℃下真空冷冻干燥，得到改性海藻酸钠-CaCl2复合球，改性海藻酸钠-CaCl2复合球的实物图和扫描电镜(SEM)图如图1所示，图1中，(a)为复合球的实物图；(b)为复合球的表面SEM图；(c)为复合球的内部孔结构SEM图。
图2所示为改性海藻酸钠-CaCl2复合球和未改性海藻酸钠-CaCl2复合球的傅里叶变换红外光谱(FTIR)图，图中显示，改性海藻酸钠-CaCl2复合球相较未改性海藻酸钠-CaCl2复合球在1720和1259cm-1处出现2个新的吸收峰，这2个新的吸收峰可分别归纳为乙二酸的C＝O伸缩振动和乙二酸的C-O伸缩振动，由此该实验结果表明乙二酸对海藻酸钠改性成功。
实施例2
在室温常压条件下，反应步骤如下：①将1000mL的烧杯放置在磁力搅拌器上，加入超纯水500mL，海藻酸钠15.0000g，酸性物质6.0000g，将磁力搅拌器温度调节为100℃，保持12h使海藻酸钠溶解改性；①在室温常压条件下，在 2000mL的烧杯中，加入无水氯化钙20.0000g，超纯水1500mL，使用磁力搅拌器搅拌溶解；③在室温常压条件下，将在①中获得的透明改性海藻酸钠溶液使用注射器逐滴加入②中的CaCl2溶液中，形成颗粒，将上述颗粒在②的CaCl2溶液中静置15h，在-60℃下真空冷冻干燥，得到改性海藻酸钠-CaCl2复合球。
实施例3
称取实施例1或2中制备的改性海藻酸钠复合球0.2g加入250mL的锥形瓶中。取50mL浓度为20mg/L的重金属铅离子Pb(II)废水，放置在水平摇床恒温 25℃的条件下，持续振荡180min后，取样，使用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对模拟的重金属离子废水处理后的浓度进行测定，得到改性海藻酸钠复合球对Pb(II)的最大吸附量为60.4mg/g(未改性海藻酸钠复合球的吸附量仅为10.0mg/g)。且经过连续4次吸-脱附循环之后，其对Pb(II)的最大吸附量为 58.2mg/g。
实施例4
称取实施例1或2中制备的改性海藻酸钠复合球0.2g加入250mL的锥形瓶中。取50mL浓度为20mg/L的重金属铜离子Cu(II)废水，放置在水平摇床恒温 25℃的条件下，持续振荡180min后，取样，使用电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP-OES)对模拟的重金属离子废水处理后的浓度进行测定，得到改性海藻酸钠复合球对Cu(II)的最大吸附量为72.5mg/g(未改性海藻酸钠复合球的吸附量仅为12.6mg/g)。且经过连续4次吸-脱附循环之后，其对Cu(II)的最大吸附量为 69.4mg/g。
实施例5
称取实施例1或2中制备的改性海藻酸钠复合球0.2g加入250mL的锥形瓶中。取50mL浓度为20mg/L的重金属镉离子Cd(II)废水，放置在水平摇床恒温25℃的条件下，持续振荡180min后，取样，使用电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP-OES)对模拟的重金属离子废水处理后的浓度进行测定，得到改性海藻酸钠复合球对Cd(II)的最大吸附量为55.2mg/g(未改性海藻酸钠复合球的吸附量仅为7.2mg/g)。且经过连续4次吸-脱附循环之后，其对Cd(II)的最大吸附量为54.6 mg/g。
实施例6
称取实施例1或2中制备的改性海藻酸钠复合球0.2g加入250mL的锥形瓶中。取50mL浓度为20mg/L的重金属钴离子Co(II)废水，放置在水平摇床恒温 25℃的条件下，持续振荡180min后，取样，使用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对模拟的重金属离子废水处理后的浓度进行测定，得到改性海藻酸钠复合球对Co(II)的最大吸附量为46.1mg/g(未改性海藻酸钠复合球的吸附量仅为4.6mg/g)。且经过连续4次吸-脱附循环之后，其对Co(II)的最大吸附量为41.8 mg/g。
实施例7
称取实施例1或2中制备的改性海藻酸钠复合球0.2g加入250mL的锥形瓶中。取50mL浓度为20mg/L的重金属镍离子Ni(II)废水，放置在水平摇床恒温 25℃的条件下，持续振荡180min后，取样，使用电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP-OES)对模拟的重金属离子废水处理后的浓度进行测定，得到改性海藻酸钠复合球对Ni(II)的最大吸附量为61.8mg/g(未改性海藻酸钠复合球的吸附量仅为7.3mg/g)。且经过连续4次吸-脱附循环之后，其对Ni(II)的最大吸附量为58.9 mg/g。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种改性海藻酸钠复合球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在室温常压条件下，将海藻酸钠、乙二酸加入水中，充分搅拌均匀直至海藻酸钠溶解改性，获得透明的改性海藻酸钠溶液；
2）在室温常压条件下，配制CaCl2溶液；
3）将改性海藻酸钠溶液逐滴加入至CaCl2溶液中，滴加过程中形成海藻酸钠颗粒，静置10~15 h后用水清洗，然后真空冷冻干燥，制得粒径为2~6 mm的改性海藻酸钠复合球；
步骤1）中，海藻酸钠、乙二酸和水的用量比为（5~15）g：（3~6）g：（250~500）mL；
步骤2）中，CaCl2溶液是将无水氯化钙加入水中搅拌均匀制得，无水氯化钙和水的用量比为（5~20）g:（450~1500）mL。
2.根据权利要求1所述的改性海藻酸钠复合球的制备方法，其特征在于，步骤1）中，充分搅拌均匀采用磁力搅拌器，磁力搅拌器温度调节为40~100℃ ，搅拌时间为6~12 h。
3.根据权利要求1所述的改性海藻酸钠复合球的制备方法，其特征在于，步骤3）中，真空冷冻干燥在-60℃ 下进行。
4.采用权利要求1~3中任意一项所述的制备方法制得的改性海藻酸钠复合球，其特征在于，该改性海藻酸钠复合球的粒径为2~6 mm。
5.权利要求4所述的改性海藻酸钠复合球作为重金属离子捕捉剂的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述重金属离子包括Pb(II)离子、Cu(II)离子、Cd(II)、Co(II)离子和Ni(II)离子；
且对Pb(II)离子、Cu(II)离子、Cd(II)、Co(II)离子和Ni(II)离子的最大吸附量分别为60.4 mg/g、72.5 mg/g、55.2 mg/g、46.1 mg/g和61.8 mg/g。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，经过连续4次的吸-脱附循环之后，对Pb(II)离子、Cu(II)离子、Cd(II)、Co(II)离子和Ni(II)离子的最大吸附量分别为58.2 mg/g、69.4mg/g、54.6 mg/g、41.8 mg/g和58.9 mg/g。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102161781A (zh) * | 2011-02-18 | 2011-08-24 | 中国广州分析测试中心 | 一种吸附重金属离子的改性壳聚糖材料及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102161781A (zh) * | 2011-02-18 | 2011-08-24 | 中国广州分析测试中心 | 一种吸附重金属离子的改性壳聚糖材料及其制备方法 |
| CN104307490A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-01-28 | 苏州正业昌智能科技有限公司 | 一种海藻酸盐-柿单宁复合材料的制备方法 |
| US10836664B2 (en) * | 2017-06-19 | 2020-11-17 | Lg Electronics Inc. | Hardness reduction filter |
| CN109464989A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-03-15 | 上海海洋大学 | 一种海藻酸钠凝胶球的制备方法 |
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