一種用于廢水處理改性淀粉的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開了一種用于廢水處理改性淀粉的制備方法，屬于淀粉領域。
【背景技術】
[0002]皮革、電鍍、采礦和冶金等行業(yè)都排放大量含重金屬離子的廢水，尤其是含鉻離子的廢水。含重金屬的廢水污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，影響動植物生長，嚴重危害人類健康。隨著工業(yè)的發(fā)展，從工業(yè)廢水中流失的重金屬越來越多，造成了資
源的極大浪費。另一方面，隨著對重金屬毒理學的深入研究及檢測技術的發(fā)展，重金屬廢物的處理標準也日益趨向嚴格。因此，國內(nèi)外學者都在積極探索和研究一種高效的重金屬離子脫除方法。
[0003]人工合成的有機和無機水處理劑日益顯出其致命弱點，它們大多數(shù)或呈微毒，會通過食物鏈進入人體，影響人體健康?；蛱幚須堅鼤Νh(huán)境造成二次污染。例如:聚丙烯酞胺可能會產(chǎn)生微毒致癌物，聚合氛化鋁殘留鋁離子會致人衰老，而金屬礦物水處理劑吸附重金屬后其污泥即成為難以處理的二次污染源，繼續(xù)進入生物鏈，危害健康。而改性淀粉作為天然高分子碳水化合物改性而得的水處理劑，在這方面顯現(xiàn)出不可比擬的優(yōu)點，它對環(huán)境無毒無害，且其處理殘渣易被微生物降解。因此，不會對環(huán)境造成二次污染。被改性淀粉絮凝或吸附的污染物比較容易回收利用。在殘渣無污染的前提下，可直接作農(nóng)肥，或在堆肥的過程中自然降解。對有毒的如吸附重金屬的沉渣，可通過高溫碳化或化學方法減量。
[0004]改性淀粉是淀粉先經(jīng)交聯(lián)后再在堿性條件下進行黃原酸化而制得的一種淀粉衍生物，具有與多種重金屬離子牢固結合的能力，是一種性能優(yōu)良的離子交換絮凝劑。黃原酸酯法處理電鍍廢水具有藥劑制備簡單、成本低廉、脫除效果顯著的特點，處理后的廢水無色透明，符合國家工業(yè)廢水排放標準，可作工業(yè)循環(huán)水利用，同時產(chǎn)生的污泥化學性質穩(wěn)定，不會造成二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術問題:針對目前人工合成的有機和無機水處理劑它們大多數(shù)呈微毒，會通過食物鏈進入人體，影響人體健康，或處理殘渣會對環(huán)境造成二次污染的問題，提供了一種改性淀粉作為天然高分子碳水化合物改性而得的水處理劑，本發(fā)明通過馬鈴薯淀粉用氫氧化鉀/尿素的混合溶液、磷酸氧二鈉-檸檬酸緩沖液、交聯(lián)劑、二硫化碳等對其進行改性制得改性淀粉，用二硫化碳作用于淀粉，易于沉淀，具有置換金屬離子的效能，可用于除去工業(yè)廢水中的銅、鉻、鋅以及其他許多重金屬離子，既可回收重金屬，又對環(huán)境無毒無害，不會對環(huán)境造成二次污染。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:
(1)在500mL的燒杯中加入60?70g氫氧化鉀和40?50g尿素，向其中加入250?300mL的去離子水，攪拌至固體完全溶解，配制成氫氧化鉀/尿素的混合溶液；
(2)稱取100?150g的馬鈴薯粉末，向其中加入50?80mL去離子水，混合均勻制成淀粉乳，將其放入500mL的三口燒瓶中，放入60?70°C的水浴鍋中，向瓶中加入上述制得的混合溶液，用磁力攪拌器用200?250r/min轉速下攪拌，攪拌至均勻的淀粉糊，之后再向瓶中滴加質量分數(shù)6%的鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，繼續(xù)攪拌20?30min后將反應物取出用蒸餾水清洗2?3次，清洗后再用無水乙醇洗滌2?3次，放置在50?60°C的烘箱中進行干燥1?2h ；
(3)取60?80g上述干燥的固體于500mL的反應瓶中，向其中加入100?120mLpH值為6.0?6.5的磷酸氧二鈉-檸檬酸緩沖液，放在50?55°C的水浴中攪拌20?30min，混合均勻后將其放入微波爐中，在200?300W微波功率下加熱反應10?15min，每隔3min將產(chǎn)品拿出攪拌均勻，加熱結束后冷卻至室溫，將反應物取出用質量分數(shù)85%的乙醇溶液進行沖洗2?3次，之后放在50?60°C烘箱中干燥50?60min ；
(4)取上述40?50g烘干后固體加入到20?30mL質量分數(shù)30%的氫氧化鈉溶液中，配成淀粉堿性乳液，將其放置在60?70°C的恒溫水浴中加熱，用注射器吸取4?5mL環(huán)氧氯丙烷逐漸滴入淀粉乳中，在3?5min內(nèi)完成滴加，保持水浴溫度攪拌30?40min，之后加入5?8mL 二硫化碳，攪拌反應20?30min，再加入25?30mL質量濃度為0.3g/mL硫酸鎂溶液，再繼續(xù)反應10?15 min，反應結束后，將反應物取出，用蒸餾水沖洗2?3次，之后抽濾，將濾渣用丙酮洗滌2?3次，將濾餅放入50?60°C的干燥箱中干燥，取出粉碎、過篩得100?120目的粉末，即得改性淀粉。
[0007]本發(fā)明的應用方法:將本發(fā)明制備出的改性淀粉，對含鉻重金屬離子廢水進行處理，取3?5g改性淀粉加入到2?3L的廢水中，先測得廢水中含鉻量80?200mg/L為靜置3?5min后，過濾，測得廢水中的含鉻量5?10mg/L，去除率為95%以上。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明通過馬鈴薯淀粉用氫氧化鉀/尿素的混合溶液、磷酸氧二鈉-檸檬酸緩沖液、交聯(lián)劑、二硫化碳等對其進行改性制得改性淀粉，用二硫化碳作用于淀粉，易于沉淀，具有置換金屬離子的效能；
(2)本發(fā)明制得的改性淀粉可用于除去工業(yè)廢水中的銅、鉻、鋅以及其他許多重金屬離子，既可回收重金屬，又對環(huán)境無毒無害，不會對環(huán)境造成二次污染。
【具體實施方式】
[0009]首先在500mL的燒杯中加入60?70g氫氧化鉀和40?50g尿素，向其中加入250?300mL的去離子水，攪拌至固體完全溶解，配制成氫氧化鉀/尿素的混合溶液；稱取100?150g的馬鈴薯粉末，向其中加入50?80mL去離子水，混合均勻制成淀粉乳，將其放入500mL的三口燒瓶中，放入60?70°C的水浴鍋中，向瓶中加入上述制得的混合溶液，用磁力攪拌器用200?250r/min轉速下攪拌，攪拌至均勻的淀粉糊，之后再向瓶中滴加質量分數(shù)6%的鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，繼續(xù)攪拌20?30min后將反應物取出用蒸餾水清洗2?3次，清洗后再用無水乙醇洗滌2?3次，放置在50?60°C的烘箱中進行干燥1?2h ;取60?80g干燥的固體于500mL的反應瓶中，向其中加入100?120mLpH值為6.0?6.5的磷酸氧二鈉-檸檬酸緩沖液，放在50?55°C的水浴中攪拌20?30min，混合均勻后將其放入微波爐中，在200?300W微波功率下加熱反應10?15min，每隔3min將產(chǎn)品拿出攪拌均勻，加熱結束后冷卻至室溫，將反應物取出用質量分數(shù)85%的乙醇溶液進行沖洗2?3次，之后放在50?60 °C烘箱中干燥50?60min ;取40?50g烘干后固體加入到20?30mL質量分數(shù)30%的氫氧化鈉溶液中，配成淀粉堿性乳液，將其放置在60?70°C的恒溫水浴中加熱，用注射器吸取4?5mL環(huán)氧氯丙烷逐漸滴入淀粉乳中，在3?5min內(nèi)完成滴加，保持水浴溫度攪拌30?40min，之后加入5?8mL 二硫化碳，攪拌反應20?30min，再加入25?30mL質量濃度為0.3g/mL硫酸鎂溶液，再繼續(xù)反應10?15 min，反應結束后，將反應物取出，用蒸餾水沖洗2?3次，之后抽濾，將濾渣用丙酮洗滌2?3次，將濾餅放入50?60°C的干燥箱中干燥，取出粉碎、過篩得100?120目的粉末，即得改性淀粉。
[0010]實例1
首先在500mL的燒杯中加入60g氫氧化鉀和40g尿素，向其中加入250mL的去離子水，攪拌至固體完全溶解，配制成氫氧化鉀/尿素的混合溶液；稱取100g的馬鈴薯粉末，向其中加入50mL去離子水，混合均勻制成淀粉乳，將其放入500mL的三口燒瓶中，放入60°C的水浴鍋中，向瓶中加入上述制得的混合溶液，用磁力攪拌器用200r/min轉速下攪拌，攪拌至均勻的淀粉糊，之后再向瓶中滴加質量分數(shù)6%的鹽酸調(diào)節(jié)pH為7，繼續(xù)攪拌20min后將反應物取出用蒸餾水清洗2次，清洗后再用無水乙醇洗滌2次，放置在50°C的烘箱中進行干燥lh ;取60g干燥的固體于500mL的反應瓶中，向其中加入lOOmLpH值為6.0的磷