一种利用废弃秸秆制备可吸附水中三价砷的吸附材料及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用废弃秸秆制备可吸附水中三价砷的吸附材料及其制备方法，属于环境功能材料合成与应用领域。本发明以废弃秸秆为基质，经一步季胺化反应制得吸附材料。该制备方法简单、原料来源广泛，所制备的吸附材料能有效吸附去除水中三价砷，吸附后可用氯化钠或者氢氧化钠溶液脱附三价砷，且脱附再生后的吸附材料对砷的吸附性能稳定。该方法制备新型吸附材料是对农田废弃秸秆资源化利用的有效途径。
【专利说明】一种利用废弃秸秆制备可吸附水中三价砷的吸附材料及其制备方法和应用
【技术领域】:
[0001]本发明公开了一种可吸附水中三价砷吸附材料及其制备方法，更具体的说是一种利用废弃秸杆制备可吸附水中三价砷的吸附材料及其制备方法和应用。
【背景技术】:
[0002]三价砷对人体健康和生态环境的危害极大，如何高效去除水中三价砷成为水污染治理领域的研究热点。吸附法利用吸附剂提供的大比表面积，通过砷污染物与吸附剂间较强的亲合力达到净化除砷的目的。吸附法由于操作简单、运行效果稳定、可回收废水中的砷、对环境不产生二次污染，且吸附材料来源广泛、价格低廉、可重复使用倍受人们关注，目前常用的吸附材料主要有活性炭、金属/矿物质、人工合成高分子树脂、有机-无机复合材料。但上述吸附材料在实际使用过程中存在较多需要改进的地方:1)活性炭吸附材料吸附容量较低，处理高浓度含砷污水时使用寿命较短；2)金属/矿物质吸附材料如活性氧化铝、零价铁等，其成本较高，不适宜大规模；3)人工合成高分子树脂材料虽然吸附容量大，但是通常需要先合成高分子基体，然后通过表面接枝基团或者负载金属，因此制备过程较为复杂，且成本也较高，缺乏经济性，且高分子树脂材料本身也不易降解，当使用寿命耗尽时需要进行安全处置。
[0003]另一方面，我国是农业大国，农作物废弃物——稻杆资源极其丰富。秸杆中含有大量的纤维素，与合成高分子相比，纤维素具有可完全生物降解、无毒、无污染、易于改性、生物相容性好、可再生等优势，被认为是未来世界能源、化工的主要原料。纤维素结构含有许多亲水性的羟基基团，通过羟基的酯化、醚化、接枝共聚等一系列衍生化反应，可以对其进行改性，在分子中引入具有特定吸附性能的官能团，可制备天然高分子吸附材料。本发明就是在农作物秸杆的基础上对其进行改性，使其带有季胺基团，来实现合成新型三价砷吸附材料。
【发明内容】
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[0004]1、发明要解决的技术问题
[0005]针对现有文献报道的吸附材料存在的不足:1)活性炭吸附材料吸附容量较低，处理高浓度含砷污水时使用寿命较短；2)金属/矿物质吸附材料如活性氧化铝、零价铁等，其成本较高，不适宜大规模；3)人工合成高分子树脂材料虽然吸附容量大，但是通常需要先合成高分子基体，然后通过表面接枝基团或者负载金属，因此制备过程较为复杂，且成本也较高，缺乏经济性，且高分子树脂材料本身也不易降解，当使用寿命耗尽时需要进行安全处置；4)现有利用植物纤维制备吸附材料的原料多为甘蔗渣、天然麻、棉纤维等，主要吸附去除水中磷酸根、硝酸根离子和重金属离子，且合成过程中需要加入溶胀剂、催化剂、接枝单体、胺化试剂等，胺化反应过程复杂，回收率低。虽然近些年有学者研究制备纤维素吸附材料去除水中砷和氟离子(用于去除水中砷和氟离子的纤维素基吸附材料及其制备方法，中国专利
【发明者】王津南, 孟颖, 王钇, 田淑艳 申请人:南京大学