本發(fā)明涉及一種吸附材料及其制備方法，具體涉及一種魔芋葡甘聚糖染料吸附棉及其制備方法，屬水污染處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，印染產(chǎn)業(yè)在不斷的發(fā)展，染料在國民生產(chǎn)中的作用日益突出，環(huán)境污染問題也日益嚴重。由于染料廢水具有成分復(fù)雜、毒性強、色澤深、有機物和無機鹽的濃度高、難以生化降解等特點，排入水中不僅因生物積累性對水生生物產(chǎn)生影響，還會造成水資源的污染，如果不及時治理，必然對水體環(huán)境造成影響，甚至破壞水體的生態(tài)平衡。

目前，市面上用于染料廢水吸附的吸附劑主要有活性炭、膨潤土、蒙脫石、粘土、爐渣、粉煤灰、二氧化錳等，但這些吸附劑存在成本較高、再生困難、二次污染、解析困難、使用條件苛刻等缺點。因此，尋求一種能夠經(jīng)濟有效地處理染料廢水的吸附材料成為科技工作者的研究熱點之一。

申請?zhí)枮?01310661300.x的發(fā)明專利“一種榛子殼制成的染料吸附劑”（申請日：2013.12.09）提供了一種榛子殼制成的染料吸附劑的制備方法，此材料具有工藝簡單、成本低等優(yōu)點，但是該材料不具有抗菌性能且吸附性能有待提高。

申請?zhí)枮?01610450145.0的發(fā)明專利“一種對ph敏感的染料吸附劑及其制備方法”（申請日：2016.06.22）提供了一種對ph敏感的染料吸附劑及其制備方法，以丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨乙酯為單體，在引發(fā)劑和交聯(lián)劑的作用下，采用溶液聚合法制得。所得吸附劑在ph為6~8時，對龍膽紫很好的吸附作用，但該產(chǎn)品成本高，在一定程度上限制了該材料在染料吸附領(lǐng)域的推廣。

申請?zhí)枮?01611104990.9的發(fā)明專利“一種染料吸附劑及其制備方法和應(yīng)用”（申請日：2016.12.05）提供了一種染料吸附劑及其制備方法和應(yīng)用，采用本發(fā)明制備的吸附劑制備工藝簡單、高效環(huán)保、便于工業(yè)化生產(chǎn)，但該吸附劑不便于回收，且無法多次利用。

隨著科學(xué)的發(fā)展、時代的進步、人口的迅猛增長，污染物的處理不當(dāng)，對水環(huán)境造成嚴重的污染，嚴重的威脅著人類的生存發(fā)展，同時也造成了資源的極大浪費。因此，如何制備出高效、廉價的吸附材料是當(dāng)前科研領(lǐng)域的熱點之一，也是保護環(huán)境，保證人類飲水安全的有效途徑。

化學(xué)處理主要是使用化學(xué)試劑與廢水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達到凈化目的，易造成二次污染；生化處理工藝復(fù)雜，處理時間長，對水質(zhì)的適應(yīng)性不強；吸附作為染料廢水處理常用的物理方法之一，相比其他方法，吸附具有操作簡單，成本低廉的特點，因此吸附法在廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。

魔芋葡甘聚糖（kgm）是通過β-1,4糖苷鍵連接d-葡萄糖和d-甘露糖形成一種的天然高分子多糖，主要存在于魔芋塊莖中，其作為一種可再生的天然高分子資源，不僅來源廣泛，且具有生物可降解性，在水中黏度高，可以凝膠、增稠和成膜。目前，魔芋葡甘聚糖的提取分離技術(shù)已經(jīng)很成熟，以其作為原料制備氣凝膠不僅經(jīng)濟效益高，并且具有獨特的吸附性、凝膠性和懸浮性等多種理化性質(zhì)。但以未改性的魔芋葡甘聚糖為凝膠材料，機械性能差，吸附效果不好，使其在應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。新一代沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料（zifs）具有高比表面積、高孔隙率、熱穩(wěn)定性好且具有良好的吸附--脫附功能的特點。因此，魔芋葡甘聚糖可通過與其他材料復(fù)配來提高其性能，以達到預(yù)期效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種與現(xiàn)有吸附材料不同的魔芋葡甘聚糖染料吸附棉及其制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明的一種魔芋葡甘聚糖染料吸附棉的制備方法，其特征在于制備步驟如下：

（1）zif-67的合成：按質(zhì)量份，稱取7.0～7.5份的硝酸鈷，加入45～50份水，用攪拌機攪拌至溶解；另稱取85～90份的2-甲基咪唑，并加入300～350份水，溶解；將溶解后的硝酸鈷溶液倒入2-甲基咪唑溶液中，在常溫下攪拌5～8h，取出溶液，在10000r/min條件下離心10min，棄上清液；用甲醇清洗，再離心，棄上清液；重復(fù)此步驟3-4遍，將沉淀物放置在55℃真空干燥機中干燥10～15h，獲得zif-67固體；

（2）zif-67溶液的配制：按質(zhì)量份，取步驟（1）制得的zif-67固體7～10份，加水450～550份，攪拌至完全溶解，配制成zif-67溶液，備用；

（3）kgm/zif-67溶膠的合成：按質(zhì)量份，取0.5～0.6份質(zhì)量濃度為12%的碳酸鈉溶液，加至步驟（2）制得的zif-67溶液中，在35℃下，以390r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3～4min；在攪拌機的轉(zhuǎn)速控制在500r/min～600r/min的條件下，加入5～6份kgm，攪拌不少于5min，制得kgm/zif-67溶膠，備用；

（4）不可逆凝膠的制備：取步驟（3）制得的kgm/zif-67溶膠，于90℃水浴加熱1～2h，冷卻至室溫后，放置于-18℃冰箱中冷凍10～15h；取出，置于室溫下解凍，制得kgm/zif-67不可逆凝膠，備用；

（5）魔芋葡甘聚糖染料吸附棉的制備：取步驟（4）制得的kgm/zif-67不可逆凝膠置于冷凍干燥箱中，在-0.09mpa下干燥25～35h，制得魔芋葡甘聚糖染料吸附棉。

本發(fā)明還保護用上述方法制備的魔芋葡甘聚糖染料吸附棉。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益之處：本發(fā)明的魔芋葡甘聚糖染料吸附棉，以天然高分子化合物魔芋葡甘聚糖和新一代沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料zif-67為主要成分，通過加入na2co3使魔芋葡甘聚糖脫乙?；M而可形成不可逆凝膠，加入zif-67增強魔芋葡甘聚糖不可逆凝膠的機械性能，制備成多孔隙、可降解、高吸附率、抑菌性強、綠色環(huán)保且能夠重復(fù)利用的魔芋葡甘聚糖染料吸附棉。在去除染料廢水方面具有抑菌、用量少、速度快、吸附量大且能夠重復(fù)利用的優(yōu)勢。由于魔芋葡甘聚糖來源廣泛，zif-67的合成成本低廉，因此，本發(fā)明的魔芋葡甘聚糖染料吸附棉還具有成本低廉、天然可降解、易推廣等優(yōu)點。

本發(fā)明的魔芋葡甘聚糖染料吸附棉與相關(guān)染料吸附材料相關(guān)性能測試對比結(jié)果如表1所示。

表1本發(fā)明魔芋葡甘聚糖染料吸附棉與相關(guān)吸附材料的性能測試對比結(jié)果

經(jīng)過上述測試對比，本發(fā)明的魔芋葡甘聚糖染料吸附棉在吸附性能、重復(fù)利用、可推廣性、潛在危害、原料價格、可降解性、抗菌性能等指標上都表現(xiàn)出較其他染料吸附材料更優(yōu)的結(jié)果，可成為水污染處理中廣泛使用的吸附材料。

具體實施方式

為了充分公開本發(fā)明魔芋葡甘聚糖染料吸附棉及其制備方法，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1、一種魔芋葡甘聚糖染料吸附棉的制備方法，包括以下步驟：

（1）zif-67的合成：按質(zhì)量份，稱取7.0份的硝酸鈷，加入45份水，用攪拌機攪拌至溶解；另稱取85份的2-甲基咪唑，并加入300份水，溶解；將溶解后的硝酸鈷溶液倒入2-甲基咪唑溶液中，在常溫下攪拌5h，取出溶液，在10000r/min條件下離心10min，棄上清液；用甲醇清洗，再離心，棄上清液；重復(fù)此步驟3-4遍，將沉淀物放置在55℃真空干燥機中干燥10h，獲得zif-67固體；

（2）zif-67溶液的配制：按質(zhì)量份，取步驟（1）制得的zif-67固體7份，加水450份，攪拌至完全溶解，配制成zif-67溶液，備用；

（3）kgm/zif-67溶膠的合成：按質(zhì)量份，取0.5份質(zhì)量濃度為12%的碳酸鈉溶液，加至步驟（2）制得的zif-67溶液中，在35℃下，以390r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3min；在攪拌機的轉(zhuǎn)速控制在500r/min～600r/min的條件下，加入5份kgm，攪拌不少于5min，制得kgm/zif-67溶膠，備用；

（4）不可逆凝膠的制備：取步驟（3）制得的kgm/zif-67溶膠于90℃水浴加熱1h，冷卻至室溫后，放置于-18℃冰箱中冷凍12h；取出，置于室溫下解凍，制得kgm/zif-67不可逆凝膠，備用；

（5）魔芋葡甘聚糖染料吸附棉的制備：取步驟（4）制得的kgm/zif-67不可逆凝膠置于冷凍干燥箱中，在-0.09mpa下干燥28h，制得魔芋葡甘聚糖染料吸附棉。

實施例2、一種魔芋葡甘聚糖染料吸附棉的制備方法，包括以下步驟：

（1）zif-67的合成：按質(zhì)量份，稱取7.2份的硝酸鈷，加入48份水，用攪拌機攪拌至溶解；另稱取87份的2-甲基咪唑，并加入330份水溶解；將溶解后的硝酸鈷溶液倒入2-甲基咪唑溶液中，在常溫下攪拌7h，取出溶液，在10000r/min條件下離心10min，棄上清液；用甲醇清洗，再離心，棄上清液；重復(fù)此步驟3-4遍，將沉淀物放置在55℃真空干燥機中干燥10～15h，獲得zif-67固體；

（2）zif-67溶液的配制：按質(zhì)量份，取步驟（1）制得的zif-67固體8份，加水500份，攪拌至完全溶解，配制成zif-67溶液，備用；

（3）kgm/zif-67溶膠的合成：按質(zhì)量份，取0.55份質(zhì)量濃度為12%的碳酸鈉溶液，加至步驟（2）制得的zif-67溶液中，在35℃下，以390r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3min；在攪拌機的轉(zhuǎn)速控制在500r/min～600r/min的條件下，加入5.5份kgm，攪拌不少于5min，制得kgm/zif-67溶膠，備用；

（4）不可逆凝膠的制備：取步驟（3）制得的kgm/zif-67溶膠于90℃水浴加熱1.5h，冷卻至室溫后，放置于-18℃冰箱中冷凍13h；取出，置于室溫下解凍，制得kgm/zif-67不可逆凝膠，備用；

（5）魔芋葡甘聚糖染料吸附棉的制備：取步驟（4）制得的kgm/zif-67不可逆凝膠置于冷凍干燥箱中，在-0.09mpa下干燥30h，制得魔芋葡甘聚糖染料吸附棉。

實施例3、一種魔芋葡甘聚糖染料吸附棉的制備方法，包括以下步驟：

（1）zif-67的合成：按質(zhì)量份，稱取7.4份的硝酸鈷，加入50份水，用攪拌機攪拌至溶解；另稱取90份的2-甲基咪唑，并加入350份水溶解；將溶解后的硝酸鈷溶液倒入2-甲基咪唑溶液中，在常溫下攪拌8h，取出溶液，在10000r/min條件下離心10min，棄上清液。用甲醇清洗，再離心，棄上清液；重復(fù)此步驟3-4遍，將沉淀物放置在55℃真空干燥機中干燥15h，獲得zif-67固體；

（2）zif-67溶液的配制：按質(zhì)量份，取步驟（1）制得的zif-67固體10份，加水550份，攪拌至完全溶解，配制成zif-67溶液，備用；

（3）kgm/zif-67溶膠的合成：按質(zhì)量份，取0.6份質(zhì)量濃度為12%的碳酸鈉溶液，加至步驟（2）制得的zif-67溶液中，在35℃下，以390r/min的轉(zhuǎn)速攪拌4min；在攪拌機的轉(zhuǎn)速控制在500r/min～600r/min的條件下，加入6份kgm，攪拌不少于5min，制得kgm/zif-67溶膠，備用；

（4）不可逆凝膠的制備：取步驟（3）制得的kgm/zif-67溶膠于90℃水浴加熱2h，冷卻至室溫后，放置于-18℃冰箱中冷凍15h；取出，置于室溫下解凍，制得kgm/zif-67不可逆凝膠，備用；

（5）魔芋葡甘聚糖染料吸附棉的制備：取步驟（4）制得的kgm/zif-67不可逆凝膠置于冷凍干燥箱中，在-0.09mpa下干燥35h，制得魔芋葡甘聚糖染料吸附棉。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。