專利名稱：一種新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置及其制備方 法。
背景技術(shù)：
殼聚糖是甲殼素在堿性條件下水解并脫去部分乙?；笊傻难苌铮置麣ざ?糖、氨基多糖、甲殼糖等，化學(xué)名稱為β-(1 — 4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖。在自然界 中，甲殼素的年生物合成量約100億噸，是地球上除纖維素以外的第二大有機(jī)資源，是人類 充分利用的巨大資源寶庫。因此，殼聚糖的來源相當(dāng)豐富。殼聚糖及其衍生物與金屬離子 的配位主要在于分子鏈中存在大量的羥基、氨基等功能團(tuán)，可以借助氫鍵和離子鍵形成具 有類似網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的籠形分子，從而對金屬離子有穩(wěn)定的配位作用。因此，殼聚糖可以作為金 屬離子的富集劑，有效地去除工業(yè)廢水中有毒的重金屬離子，也可以對一些貴重金屬離子 進(jìn)行回收。近年來，國際先進(jìn)的水處理劑正趨向于高效能、無公害、多功能、復(fù)合化的綠色產(chǎn) 業(yè)方向發(fā)展。殼聚糖及其衍生物作為一種天然高分子材料的吸附劑，因其來源廣泛、無毒、 易降解、易回收等特點(diǎn)，在水處理領(lǐng)域得到高度重視和廣泛研究，發(fā)展很快。與活性炭和離 子交換樹脂相比。殼聚糖具有資源豐富、吸附性能高、易再生、易生物降解等優(yōu)點(diǎn)；同時也 具有孔隙率低、比表面積小、受PH值影響大等缺點(diǎn)。目前，可采用交聯(lián)、交聯(lián)模板、羧甲基 化、Schiff堿化等方法對殼聚糖進(jìn)行改性，可將不同性質(zhì)的功能團(tuán)引入殼聚糖分子內(nèi)部或 表面。改性后的殼聚糖用于吸附金屬離子，具有吸附容量大、吸附速度快，目前的研究尚停 留在應(yīng)用基礎(chǔ)研究階段。存在的問題之一，吸附劑循環(huán)次數(shù)低，吸附劑成本昂貴；存在問題 之二，所有的研究吸附脫附研究都是在靜態(tài)下完成的，缺乏動態(tài)吸附研究。而工業(yè)處理污水 的裝置都是在動態(tài)下完成的，因此需要制備新型殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種新型單寧酸固化殼聚糖 重金屬離子動態(tài)吸附裝置及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下所述裝置包括一外殼，外殼兩端分 別設(shè)置有入口和出口，外殼的內(nèi)部自下而上填充有單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑， 外殼的入口和出口端分別封閉設(shè)有透水物質(zhì)。外殼為金屬外殼或非金屬外殼。外殼的形狀為圓柱形、方柱形或平板形。—種制備如上所述的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置的方法稱 取已制備好的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附劑，并將其自下而上裝入到一外 殼的內(nèi)部空腔中，將單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑填平、填實(shí)，使之疏松均勻，外殼 的入口和出口端分別用玻璃棉封閉。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)、本發(fā)明新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑吸附重金屬離子動態(tài)吸附 裝置能在流動下快速完成吸附和脫附；(2)、本發(fā)明新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑動態(tài)吸附裝置，重金屬離子 脫附容易，脫附劑，用量非常小，減少二次污染，大大減少洗脫費(fèi)用和后處理費(fèi)用；(3)、用本發(fā)明的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離動態(tài)吸附裝置吸附時，吸附脫附 循環(huán)次數(shù)多，至少200多次；(4)、用本發(fā)明的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置處理工業(yè)重金 屬離子廢水，成本低廉。


圖1 本發(fā)明的圓柱形單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置；圖2 本發(fā)明的方柱形單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置；圖3 本發(fā)明的平板形單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置；圖4 本發(fā)明新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置對Cd2+的吸附曲 線；圖5:本發(fā)明新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置對Cd2+的洗脫曲線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于 此如圖1、2、3所示的本發(fā)明的圓柱形、方柱形或平板形單寧酸固化殼聚糖重金屬離 子動態(tài)吸附裝置所述裝置包括一外殼(1)，外殼(1)兩端分別設(shè)置有入口(2)和出口(3)， 外殼(1)的內(nèi)部空腔自下而上填充有單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑(4)，外殼(1)的 入口(2)和出口(3)端分別封閉設(shè)有透水物質(zhì)(5) (6)。新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置的制備過程如下稱取已制備好的新型單寧酸固化殼聚糖l.Og(干態(tài))作為重金屬離子吸附劑(4)， 并將其自下而上裝入到一外殼(1)中，輕輕敲打外殼(1)將填料新型單寧酸固化殼聚糖重 金屬離子吸附劑(4)填平、填實(shí)，使之疏松均勻，填料高度約為1cm，外殼(1)兩端分別設(shè)置 為入口⑵和出口(3)，且分別用玻璃棉(5)、(6)填塞封閉即得本發(fā)明吸附裝置；洗滌使 用前外殼⑴內(nèi)部用蒸餾水、HCl (aq，0. lmol/L)、NaHCO3 (aq, pH = 7-8)、蒸餾水清洗至pH =6-7 ；保存吸附裝置不工作時，必須使其保存在pH = 6-7、潮濕、低溫環(huán)境內(nèi)。吸附裝置使用前先用0. lmol/L的HCl (aq)、0. 1 NaOHmo 1/L(aq)浸泡，再用蒸餾水 清洗至中性。吸附實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確移取Cd2+溶液 100ml，濃度分別為 0. 2,0. 4,0. 6,0. 8,1. Ommol/L, pH = 6，以 4mL/min的流速過吸附裝置，結(jié)果如圖4所示從圖4中可以看出，制備的新型單寧酸固化 殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置能快速高效吸附重金屬離子。脫附實(shí)驗(yàn)
選取 0. 6mmol/L 的 Cd2+溶液，鹽酸濃度分別為 0. 0001,0. 005,0. 01,0. 05,0. Imol/ L，移取5mL，以2mL/min的流速，洗脫結(jié)果如圖5所示從圖5中可以看出，用很少量稀鹽酸 就能將吸附在制備新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置上的重金屬離子洗脫 下來。
權(quán)利要求
1.一種新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置，其特征在于所述裝置包括 一外殼(1)，外殼(1)兩端分別設(shè)置有入口(2)和出口(3)，外殼(1)的內(nèi)部自下而上填充 有新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑(4)，外殼的入口(2)和出口(3)端分別封閉設(shè) 有透水物質(zhì)(5) (6)。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置，其特征在 于外殼為金屬外殼或非金屬外殼。
3.根據(jù)權(quán)利2要求所述的種新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置，其特征 在于外殼的形狀為圓柱形、方柱形或平板形。
4.一種制備根據(jù)權(quán)利1要求所述的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置 的方法，其特征在于稱取已制備好的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附劑，并 將其自下而上裝入到一外殼的內(nèi)部空腔中，將新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑填 平、填實(shí)，使之疏松均勻，外殼的入口和出口端分別用透水型物質(zhì)封閉。
5.根據(jù)權(quán)利1要求所述的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置，其透水性 型物質(zhì)包括玻璃棉、纖維膜、尼龍膜等。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及了一種新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附裝置及其制備方法。所述裝置包括一外殼(1)，外殼(1)兩端分別設(shè)置有入口(2)和出口(3)，外殼(1)的內(nèi)部自下而上填充有新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑(4)，外殼(1)的入口(2)和出口(3)端分別封閉設(shè)有透水物質(zhì)(5)(6)。該裝置的制備方法稱取已制備好的新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子動態(tài)吸附劑，并將其自下而上裝入到一外殼(1)的內(nèi)部空腔中，將新型單寧酸固化殼聚糖重金屬離子吸附劑(4)填平、填實(shí)，使之疏松均勻，外殼(1)的入口(2)和出口(3)端分別用透水物質(zhì)(5)(6)封閉。本發(fā)明吸附裝置能夠循環(huán)使用至少200多次，壽命至少可長達(dá)6個月，可用于重金屬離子污水的處理，痕量重金屬離子的富集，貴重重金屬離子的回收，成本低廉。
文檔編號B01D53/02GK101992000SQ20091006591
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者付華峰, 向天成, 徐運(yùn)卿, 王麗娜, 陳秋霞 申請人:付華峰