本发明涉及一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法。
背景技术：
全国第八次森林资源清查统计显示,我国竹林面积有601万公顷,竹林面积、竹材蓄积、竹制品产量和出口量均居世界第一，竹加工技术和竹产品创新能力处于世界先进水平。但是,目前我国竹材资源的利用率偏低，一次利用率为20%–50%，每年有大量的竹材加工剩余物如竹屑、锯末、边角料等，以及1180万吨以上尚未利用的杂竹和小径竹。因此，急需开发清洁高效的农林废弃物资源化利用技术。利用竹材加工剩余物，通过水热炭化，能提高竹材产品的炭化程度、比表面积和孔容，而且水热竹炭表面还含有丰富的含氧官能团，如羟基等基团，对重金属离子和阳离子染料具有较强的吸附能力，但羟基基团对污染物的作用能力较弱，为了提高水热竹炭对污染物的吸附能力，可以将羟基与马来酸酐等酸酐发生酯化反应，增加水热竹炭表面的羧酸、羰基和不饱和键等功能基团，进一步提高水热竹炭对重金属和阳离子染料的吸附能力。对于净化污水处理有很大的利用价值，对保护生存环境和保障人类健康起到了积极的推动作用。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提供了一种操作工艺简单，成本低廉的马来酸盐修饰水热竹炭的制备方法，提高水热竹炭的吸附性能。
本发明提供的一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，按下列步骤进行：
（1）马来酸酐修饰水热竹炭：水热竹炭和马来酸酐混合均匀，然后在120-140℃条件下反应2-6小时、自然冷却、置于蒸馏水中搅拌、过滤后用蒸馏水洗涤，得到半成品；
（2）马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，得到成品。
进一步的，水热竹炭制备：将竹粉和浓盐酸置于水中，在室温下搅拌混合均匀后置于反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，得到水热竹炭。
进一步的，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。
进一步的，马来酸酐修饰水热竹炭：将40重量份的水热竹炭和20-60重量份马来酸酐混合均匀，然后在120-140℃条件下反应2-6小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。
进一步的，马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
进一步的，成品为钠盐马来酸酐改性物水热竹炭。
进一步的，水热竹炭表面的羟基，与马来酸酐发生酯化反应。
本发明的有益效果：水热竹炭表面的羟基，与马来酸酐发生酯化反应，提高水热竹炭表面的羧酸、羰基和不饱和键等基团的含量，从而增加水热竹炭对阳离子染料和重金属离子等污染物的吸附能力，对阳离子染料亚甲基蓝的吸附容量可以达到1150mg/g以上，对高浓度的500mg/l亚甲基蓝，固液比为0.8g/l时，脱色率仍可以达99.4%。对重金属离子cd(ii)的吸附容量可以达到90mg/g以上，对60mg/lcd(ii)，固液比为0.8g/l时，脱色率可以达99%；本方法操作简单，反应装置易行，操作方法易得，危险性小，所得到的吸附剂对阳离子染料和金属离子具有较好的吸附性能。
附图说明
图1是本发明实施例一所得的样品对亚甲基蓝的等温吸附线图。
图2是本发明实施例一所得的样品对cd(ii)的等温吸附线图。
具体实施方式
下面结合附图1-2具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本实施例中提出了一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，按下列步骤进行：
（1）马来酸酐修饰水热竹炭：水热竹炭和马来酸酐混合均匀，然后在120-140℃条件下反应2-6小时、自然冷却、置于蒸馏水中搅拌、过滤后用蒸馏水洗涤，得到半成品；
（2）马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，得到成品。
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将竹粉和浓盐酸置于水中，在室温下搅拌混合均匀后置于反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，得到水热竹炭。
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，马来酸酐修饰水热竹炭：将40重量份的水热竹炭和20-60重量份马来酸酐混合均匀，然后在120-140℃条件下反应2-6小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，成品为钠盐马来酸酐改性物水热竹炭。
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭表面的羟基，与马来酸酐发生酯化反应。
实施例二
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和40重量份马来酸酐混合均匀，然后在130℃条件下反应4小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
实施例三
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和20重量份马来酸酐混合均匀，然后在130℃条件下反应4小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
实施例四
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和60重量份马来酸酐混合均匀，然后在130℃条件下反应4小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
实施例五
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和20重量份马来酸酐混合均匀，然后在120℃条件下反应6小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
实施例六
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和20重量份马来酸酐混合均匀，然后在130℃条件下反应6小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
实施例七
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和20重量份马来酸酐混合均匀，然后在140℃条件下反应6小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
实施例八
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和40重量份马来酸酐混合均匀，然后在140℃条件下反应2小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
实施例九
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和40重量份马来酸酐混合均匀，然后在140℃条件下反应4小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
实施例十
一种马来酸酐修饰水热竹炭吸附剂的制备方法，水热竹炭制备：将40重量份的60-80目竹粉和8重量浓盐酸置于72重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应12小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热竹炭。将40重量份的水热竹炭和40重量份马来酸酐混合均匀，然后在140℃条件下反应6小时、自然冷却、置于300重量份蒸馏水中、过滤后用蒸馏水洗涤，即得到半成品。马来酸盐修饰半成品：将半成品加入到200重量份饱和碳酸氢钠溶液中搅拌，然后过滤，洗涤至中性，干燥，即得到成品。
表1是本发明实施例二至实施例十所得样品对亚甲基蓝的脱色率表，亚甲基蓝的初始浓度为500毫克/升、体积为50毫升，投加样品量均为40毫克。
表1
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。