壳聚糖-氧化铁复合吸附除砷材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种壳聚糖-氧化铁复合吸附除砷材料的制备方法，属于水处理技术领域。在制备壳聚糖水凝胶的基础上，以其凝胶球作为母体，负载氧化铁，并进行交联处理，得到新型有机、无机复合材料——壳聚糖-氧化铁复合吸附除砷材料，该材料吸附容量大，吸附效率高，吸附选择性强，耐酸性强且便于固液分离，是一种环境友好、价廉易得的材料，具有较好的应用前景。

权利要求

1.一种壳聚糖-氧化铁复合吸附除砷材料的制备方法，在制备壳聚糖水凝胶的基础上，以其凝胶球作为母体，负载氧化铁，并进行交联处理，其特征在于该制备方法为：(1)凝胶球的制备：将1～1.5g壳聚糖溶解到50mL体积分数为2％～5％的乙酸溶液中，得到壳聚糖凝胶液；将壳聚糖凝胶液滴加到3％～5％的NaOH溶液中，静置3小时后洗至中性；

(2)负载铁：将得到的壳聚糖凝胶球浸泡在0.25～0.5mol/L的FeSO4溶液中12～18小时，再用4mol/L的NaOH溶液浸泡20分钟，洗至中性；

(3)戊二醛交联：将所得负载铁壳聚糖小球浸于体积分数为2％～4％的戊二醛溶液中，在40℃下恒温振荡12小时，用去离子水清洗小球3～5次，得到成品。

说明书

壳聚糖-氧化铁复合吸附除砷材料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种壳聚糖-氧化铁复合吸附除砷材料的制备方法，属于水处理技术领域。

背景技术

[0002] 近年来饮用水中砷污染和砷中毒问题越来越引起关注，相关的环境污染事故也频频发生，饮用水砷浓度标准越来越严，采用经济有效的方法和材料除砷的任务更为紧迫。目前国内外用于除砷的方法主要有混凝沉淀法、吸附法、离子交换法和化学沉淀法等。其中吸附法成本低、工艺简单、效率高，是微量砷污染净化的理想方法。常用除砷吸附剂包括二氧化钛、活性氧化铝、水合氧化铁、锰氧化物、活性炭等。鉴于目前对砷污染净化的要求更为迫切，仅靠这些材料进行除砷难以满足水质净化的需要。寻找吸附容量大、吸附效率高的新型吸附除砷材料己成为国内外重要研究课题。

[0003] 壳聚糖具有良好生物降解性和反应活性，无毒无害，其前体物甲壳素在自然界分布广泛、数量多，具有很大开发利用价值。壳聚糖分子链上存在大量活性基团，其对重金属离子的螯合、吸附能力已经受到肯定，但其对于以阴离子形式存在的无机砷的吸附效果并不理想。同时传统的壳聚糖吸附剂多为粉末状固体，难以实现固液分离，不但影响出水水质而且增加使用成本。另外壳聚糖在酸性条件下易溶解，极大地限制了壳聚糖的pH适用范围。

[0004] 铁的氧化物对砷的吸附效果好，吸附容量大，选择性强，且易于制备、价格低廉。但铁氧化物颗粒细小，机械强度差，直接应用时水流压力损失大，且难以实现固液分离，易造成二次污染，限制了其直接作为除砷吸附剂的应用。

发明内容

[0005] 针对现有吸附材料的局限和缺陷，本发明提供了一种吸附容量大、吸附效率高、吸附效果稳定、吸附选择性强、耐酸性强且便于固液分离的壳聚糖-氧化铁复合吸附除砷材料的制备方法。

[0006] 在制备壳聚糖水凝胶的基础上，以其凝胶球作为母体，负载氧化铁以增强吸附能力和吸附选择性，并进行交联处理，得到新型有机、无机复合材料——壳聚糖-氧化铁复合吸附除砷材料。该吸附剂是一种粒径为3～4mm的红褐色球形固体颗粒，干燥样品中氧化铁含量达56％～70％。其制备方法如下：

[0007] (1)凝胶球的制备：将1～1.5g壳聚糖溶解到50mL体积分数为2％～5％的乙酸溶液中，得到壳聚糖凝胶液；将壳聚糖凝胶液滴加到3％～5％的NaOH溶液中，静置3小时后洗至中性。

[0008] (2)负载铁：将得到的壳聚糖凝胶球浸泡在0.25～0.5mol/L的FeSO4溶液中12～18小时，再用4mol/L的NaOH溶液浸泡20分钟，洗至中性。

[0009] (3)戊二醛交联：将所得负载铁壳聚糖小球浸于体积分数为2％～4％的戊二醛溶