用于去除重金属的吸附剂及其应用

文档序号:1725527 发布日期:2019-12-20 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 用于去除重金属的吸附剂及其应用 (Adsorbent for removing heavy metals and application thereof ) 是由 魏旭榕 于 2019-08-23 设计创作,主要内容包括:本发明关于去除重金属离子领域,特别是关于一种用于去除重金属的吸附剂及其应用,包括:二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂、柠檬酸铁;以干物质计,所述吸附剂中的二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是100:1.5~2.0:5~10。所述吸附剂具有二硫代羧化聚丙烯酰胺吸附酵母菌表面活性剂和柠檬酸铁形成的三元结构,对流体中的重金属离子如Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)等的吸附去除率均可达95%以上,而且具有良好的再吸附性能,延长吸附剂的使用寿命。(The invention relates to the field of heavy metal ion removal, in particular to an adsorbent for removing heavy metal and application thereof, wherein the adsorbent comprises the following components: dithio-carboxylated polyacrylamide, yeast surfactant and ferric citrate; the mass ratio of the dithio-carboxylated polyacrylamide, the yeast surfactant and the ferric citrate in the adsorbent is 100: 1.5-2.0: 5-10 in terms of dry matter. The adsorbent has a ternary structure formed by absorbing yeast surfactants and ferric citrate by dithio-carboxylated polyacrylamide, has an adsorption removal rate of more than 95% for heavy metal ions in fluid such As Cd (II), Cu (II), Gr (VI), Ni (II), As (V) and the like, and has good re-adsorption performance, and the service life of the adsorbent is prolonged.)

用于去除重金属的吸附剂及其应用

技术领域

本发明关于去除重金属离子领域,特别是关于一种用于去除重金属的吸附剂及其应用。

背景技术

随着工矿业和养殖业的快速发展,大量矿山废水、含重金属工业废水和养殖废水排入地表水体,饮用水源重金属污染程度日益严重。重金属作为一类不可降解的污染物,在环境中持续存在,并通过生物放大和食物链传递作用在生物和人体内富集,对人类健康和生态平衡构成潜在威胁。重金属废水是一种具有强毒性、致癌性、致突变性、难降解及易富集等特性的废水,具有毒效性、长期持续性、生物不可降解性等特点,重金属或是溶解在污水中,或是悬浮在污水中,不能被微生物降解,只能以不同的价态在水、底质和生物之间迁移转化,发生分散和富集作用,水体中重金属积累到一定的限度就会对水体、水生植物、水生动物系统产生严重危害,生物体出现受害症状,生理受阻、发育停滞,甚至死亡,并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃,同时还有可能通过食物链作用进入人体,并在人体内累积,从而导致各种疾病和机能紊乱,最终对人体健康造成严重危害,随着工业的发展,重金属污染也受到广泛重视。

现有的污水处理技术按照原理可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法,物理法是通过物理作用,以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质,常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。化学处理法即向污水中投加某种化学物质,利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质,常用的有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等;物理化学法即利用物理化学作用去除废水中的污染物质,主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等;生物处理法即通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物质转化为稳定、无害的物质,可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。而这些方法或多或少都存在着去除效果不稳定、去除重金属离子单一、易产生二次污染和处理成本高等缺点,因此,如何选择一种合理、有效、实用的用于去除重金属离子的吸附剂是目前普遍面临的难题。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于去除重金属的吸附剂及其应用,所述吸附剂具有二硫代羧化聚丙烯酰胺吸附酵母菌表面活性剂和柠檬酸铁形成的三元结构,对流体中的重金属离子如Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)等的吸附去除率均可达95%以上,而且具有良好的再吸附性能,延长吸附剂的使用寿命。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案包括下述[1]~[3]项所列。

[1]一种用于去除重金属的吸附剂,其包括:

-二硫代羧化聚丙烯酰胺;

-酵母菌表面活性剂;

-柠檬酸铁;

其中,以干物质计,所述吸附剂中的二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是100:1.5~2.0:5~10。

本申请所述用于去除重金属的吸附剂是二硫代羧化聚丙烯酰胺/酵母菌表面活性剂/柠檬酸铁三元结构,该吸附剂通过改性聚丙烯酰胺负载酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁,在提高树脂吸附能力的基础上,赋予吸附剂同步吸附去除重金属离子如Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)的特性,且对上述重金属离子表现出良好的再吸附性能,既解决了羟基铁容易团聚和使用后难以分离的问题,又借助羟基铁和酵母菌表面活性剂提高改性聚丙烯酰胺树脂吸附重金属离子的能力,而且良好的再吸附性能可提高吸附剂的使用寿命。

本申请中,制备所述二硫代羧化聚丙烯酰胺的方法包括下述步骤:

1)搅拌下,甲醛溶液加入聚丙烯酰胺溶液中,以NaOH溶液调节体系pH至不低于10.0,48~55℃下反应2h制得羟甲基化聚丙烯酰胺;

2)调整羟甲基化聚丙烯酰胺溶液浓度至0.55~0.6wt%,加入NaOH溶液,预反应8~10min,加入二硫化碳,经二段式反应后即得。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述步骤1)中使聚丙烯酰胺结构单元与甲醛的物质的量比为1:1.0~1.5,优选是1:1.0~1.2。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述步骤1)中反应体系的pH值优选是10.0~12.0,更优选是10.2~11.5。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述步骤2)中的预反应是在25~28℃、60~120r/min条件下反应。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述步骤2)中使羟甲基化聚丙烯酰胺:二硫化碳:氢氧化钠的质量比是1:1.4~1.6:2.0~2.5。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述步骤2)中的二段式反应中,首段反应温度是23~25℃、时间是45~60min;次段反应温度是45~48℃、时间是70~90min。

本申请以聚丙烯酰胺为母体,依次经羟甲基化制备羟甲基化聚丙烯酰胺,然后将重金属离子的强配位基二硫代羧基(-CSS-)引入到羟甲基化聚丙烯酰胺中制得二硫代羧化聚丙烯酰胺,其不仅可以通过螯合作用捕集Cu(Ⅱ),而且还能通过自身的吸附架桥、网捕卷扫等作用加快螯合沉淀物的凝聚和沉降,使废水中的Cu(Ⅱ)得以有效去除;此外,还可以二硫代羧化聚丙烯酰胺作为本体负载酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁,从而赋予了吸附剂以三元结构,增强了吸附剂可吸附重金属离子的范围和性能,对废水、污水中的重金属离子如Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)等的吸附去除作用可达95%以上。

本申请中,制备所述酵母菌表面活性剂的方法包括下述步骤:配制发酵培养基:硫酸铵8.0~10.0g/L、氯化钾1.2~1.5g/L、氯化钠1.5~2.5g/L、磷酸二氢钾4.5~6.5g/L、硫酸亚铁0.05~0.08g/L、硫酸镁2.5~3.0g/L、酵母膏0.6~1.0g/L、正十六烷15.0~18.0mL/L、乙醇0.25~0.3g/L、艾柏兰酮0.26~0.28mg/L、微量元素液5.0~10.0mL/L,其余是蒸馏水,初始pH7.2~7.4,高压蒸汽灭菌;以1.0~10.0%在超净工作台内接种培养至对数期中后期的酵母菌菌液发酵培养;将发酵液pH值调至8.2或以上,高速离心去除菌体,通过酸沉淀法粗提、氯仿甲醇萃取提纯、真空冷冻干燥后即得。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述高压蒸汽灭菌的条件是1.2bar、121℃、20min。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述微量元素溶液是:硼酸锌20.0g/L、氯化锰10.0g/L、硫酸铜25.0g/L、钼酸铵7.5g/L、硝酸钴0.1g/L,其余是蒸馏水,以0.22μm的滤膜过滤除菌。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述酵母菌是海洋解脂耶罗维亚酵母菌。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述发酵培养是在28~30℃、150~180r/min摇床发酵培养72~108h。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述高速离心的条件是12000~15000r/min、30min。

本发明方法中,将数期中后期的海洋解脂耶罗维亚酵母菌进行发酵培养制得发酵液,可以提取得到脂肽类表面活性剂成分,特别地,在发酵培养基中添加乙醇和艾柏兰酮的条件下,脂肽类表面活性剂成分的提取率得到显著提高,干物质表面活性剂提取率可达600mg/L以上,对活性成分提取率的提升较为明显;更重要的是,将海洋解脂耶罗维亚酵母菌表面活性剂联合柠檬酸铁与二硫代羧化聚丙烯酰胺复配后形成的吸附剂对重金属离子具有较为明显的吸附聚集作用,对废水、污水中的重金属离子如Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)等的吸附作用最为显著,本发明所述去除重金属的吸附剂对上述重金属离子的吸附去除率均可达95%以上。

[2]制备项[1]所述吸附剂的方法,其包括:将柠檬酸铁溶于乙醇水溶液中得到柠檬酸铁混合溶液,室温搅拌下缓慢加入二硫代羧化聚丙烯酰胺,调节pH至7.8~8.5,缓慢加入酵母菌表面活性剂,升温至38~45℃,缓慢搅拌负载2~5h,老化并完成后续处理即得。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述柠檬酸铁混合溶液中,柠檬酸铁的浓度是0.05~0.06mol/L。

在本发明发明内容及优选实施方案中,以干物质计,所述二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是100:1.5~2.0:5~10。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述搅拌速度是60~120r/min。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述缓慢搅拌速度是20~60r/min。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述老化是指在55~60℃温度下老化至少24h。

在本发明发明内容及优选实施方案中,所述后续处理指老化完成后进行过滤、洗涤、烘干得到吸附剂。

本申请以二硫代羧化聚丙烯酰胺吸附酵母菌表面活性剂和柠檬酸铁形成用于去除重金属的吸附剂三元结构,在提高树脂吸附能力的基础上,赋予吸附剂同步吸附去除重金属离子如Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)的特性,且对上述重金属离子表现出良好的再吸附性能,既解决了羟基铁容易团聚和使用后难以分离的问题,又借助羟基铁和酵母菌表面活性剂提高改性聚丙烯酰胺树脂吸附重金属离子的能力,而且良好的再吸附性能可提高吸附剂的使用寿命。

[3]用于去除重金属的吸附剂的应用,所述应用包括去除流体中重金属离子。

在本发明发明内容及优选实施方案,所述吸附剂是项[1]所述任意一种的吸附剂或由项[2]所述任意一种的方法制备。

在本发明发明内容及优选实施方案,所述重金属离子包括Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)。

本发明的有益效果为:

1)聚丙烯酰胺为母体,依次经羟甲基化制备羟甲基化聚丙烯酰胺,然后将重金属离子的强配位基二硫代羧基(-CSS-)引入到羟甲基化聚丙烯酰胺中制得二硫代羧化聚丙烯酰胺,其不仅可以通过螯合作用捕集Cu(Ⅱ),而且还能通过自身的吸附架桥、网捕卷扫等作用加快螯合沉淀物的凝聚和沉降,使废水中的Cu(Ⅱ)得以有效去除;

2)还可以二硫代羧化聚丙烯酰胺作为本体负载酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁,从而赋予了吸附剂以三元结构,增强了吸附剂可吸附重金属离子的范围和性能;

3)将数期中后期的海洋解脂耶罗维亚酵母菌进行发酵培养制得发酵液,可以提取得到脂肽类表面活性剂成分,特别地,在发酵培养基中添加乙醇和艾柏兰酮的条件下,脂肽类表面活性剂成分的提取率得到显著提高,干物质表面活性剂提取率可达600mg/L以上,对活性成分提取率的提升较为明显;

4)将海洋解脂耶罗维亚酵母菌表面活性剂联合柠檬酸铁与二硫代羧化聚丙烯酰胺复配后形成的吸附剂对重金属离子具有较为明显的吸附聚集作用,对废水、污水中的重金属离子的吸附作用较为显著;

5)本申请以二硫代羧化聚丙烯酰胺吸附酵母菌表面活性剂和柠檬酸铁形成用于去除重金属的吸附剂三元结构,在提高树脂吸附能力的基础上,赋予吸附剂同步吸附去除重金属离子如Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)的特性,且对上述重金属离子表现出良好的再吸附性能,既解决了羟基铁容易团聚和使用后难以分离的问题,又借助羟基铁和酵母菌表面活性剂提高改性聚丙烯酰胺树脂吸附重金属离子的能力,而且良好的再吸附性能可提高吸附剂的使用寿命。

本发明采用了上述技术方案提供范文,弥补了现有技术的不足,设计合理,操作方便。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附附图的说明如下:

图1为本发明的吸附剂对重金属离子的吸附去除作用示意图;

图2为本发明的吸附剂对重金属离子的再吸附作用示意图。

具体实施方式

除非另有定义,本文所使用的技术和科学术语,具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本发明使用本文中所描述的方法和材料;但本领域中已知的其他合适的方法和材料也可以被使用。本文中所描述的材料、方法和实例仅是说明性的,并不是用来作为限制。所有出版物、专利申请案、专利案、临时申请案、数据库条目及本文中提及的其它参考文献等,其整体被并入本文中作为参考。若有冲突,以本说明书包括定义为准。

实施例1:用于去除重金属的吸附剂的优选实施方案:

本实施例提供一种用于去除重金属的吸附剂,其包括:

-二硫代羧化聚丙烯酰胺;

-酵母菌表面活性剂;

-柠檬酸铁;

其中,以干物质计,所述吸附剂中的二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是100:2:5。

本实施例还提供一种制备上述吸附剂的方法,其包括:将柠檬酸铁溶于乙醇水溶液中得到柠檬酸铁混合溶液,室温搅拌下缓慢加入二硫代羧化聚丙烯酰胺,调节pH至8.2,缓慢加入酵母菌表面活性剂,升温至42℃,缓慢搅拌负载3h,老化并完成后续处理即得。

在本优选实施方案中,制备所述吸附剂的方法还包括下述限制:

a)所述柠檬酸铁混合溶液中,柠檬酸铁的浓度是0.06mol/L。

b)以干物质计,所述二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是100:2:5;

c)所述搅拌速度是60r/min;

d)所述缓慢搅拌速度是40r/min;

d)所述老化是指在58℃温度下老化36h;

f)所述后续处理指老化完成后进行过滤、洗涤、烘干得到吸附剂。

制备本优选实施方案中所述二硫代羧化聚丙烯酰胺的方法包括下述步骤:

1)搅拌下,甲醛溶液加入聚丙烯酰胺溶液中,以NaOH溶液调节体系pH至10,50℃下反应2h制得羟甲基化聚丙烯酰胺;

2)调整羟甲基化聚丙烯酰胺溶液浓度至0.58wt%,加入NaOH溶液,预反应10min,加入二硫化碳,经二段式反应后即得。

在本优选实施方案中,制备所述二硫代羧化聚丙烯酰胺的方法还包括下述限制:

a)所述步骤1)中使聚丙烯酰胺结构单元与甲醛的物质的量比为1:1.2;

b)所述步骤2)中的预反应是在25℃、60r/min条件下反应;

c)所述步骤2)中使羟甲基化聚丙烯酰胺:二硫化碳:氢氧化钠的质量比是1:1.5:2;

d)所述步骤2)中的二段式反应中,首段反应温度是25℃、时间是45min;次段反应温度是45℃、时间是80min。

制备本优选实施例所述酵母菌表面活性剂的方法包括下述步骤:

1)配制发酵培养基:硫酸铵10.0g/L、氯化钾1.4g/L、氯化钠2.0g/L、磷酸二氢钾4.8g/L、硫酸亚铁0.06g/L、硫酸镁2.8g/L、酵母膏1.0g/L、正十六烷16.5mL/L、乙醇0.28g/L、艾柏兰酮0.28mg/L、微量元素液8.0mL/L,其余是蒸馏水,初始pH7.4,高压蒸汽灭菌;

2)以3.5%在超净工作台内接种培养至对数期中后期的酵母菌菌液发酵培养;将发酵液pH值调至8.2,高速离心去除菌体,通过酸沉淀法粗提、氯仿甲醇萃取提纯、真空冷冻干燥后即得。

在本优选实施方案中,制备所述酵母菌表面活性剂的方法还包括下述限制:

a)所述高压蒸汽灭菌的条件是1.2bar、121℃、20min;

b)所述微量元素溶液是:硼酸锌20.0g/L、氯化锰10.0g/L、硫酸铜25.0g/L、钼酸铵7.5g/L、硝酸钴0.1g/L,其余是蒸馏水,以0.22μm的滤膜过滤除菌;

c)所述酵母菌是海洋解脂耶罗维亚酵母菌;

d)所述发酵培养是在30℃、180r/min摇床发酵培养72h;

e)所述高速离心的条件是15000r/min、30min。

本实施例还提供上述用于去除重金属的吸附剂的应用,所述应用包括去除流体中重金属离子。所述重金属离子包括Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Gr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)与As(Ⅴ)。

实施例2:用于去除重金属的吸附剂的其他优选实施方案:

A制备二硫代羧化聚丙烯酰胺:

1)搅拌下,甲醛溶液加入聚丙烯酰胺溶液中,其中聚丙烯酰胺结构单元与甲醛的物质的量比为1:1,以NaOH溶液调节体系pH至11.0,52℃下反应2h制得羟甲基化聚丙烯酰胺;

2)调整羟甲基化聚丙烯酰胺溶液浓度至0.6wt%,加入NaOH溶液,在28℃、60r/min条件下预反应8min,加入二硫化碳,其中羟甲基化聚丙烯酰胺:二硫化碳:氢氧化钠的质量比是1:1.5:2.2,经二段式反应后即得,二段式反应中,首段反应温度是23℃、时间是45min;次段反应温度是46℃、时间是80min。

B制备酵母菌表面活性剂:

配制发酵培养基:硫酸铵9.0g/L、氯化钾1.4g/L、氯化钠2.0g/L、磷酸二氢钾5.0g/L、硫酸亚铁0.06g/L、硫酸镁2.6g/L、酵母膏1.0g/L、正十六烷17.0mL/L、乙醇0.28g/L、艾柏兰酮0.26mg/L、微量元素液8.0mL/L,其余是蒸馏水,初始pH7.2,在1.2bar、121℃、20min条件下高压蒸汽灭菌;以5.0%在超净工作台内接种培养至对数期中后期的海洋解脂耶罗维亚酵母菌菌液,在30℃、180r/min摇床发酵培养72h;将发酵液pH值调至8.5,13500r/min、30min条件下高速离心去除菌体,通过酸沉淀法粗提、氯仿甲醇萃取提纯、真空冷冻干燥后即得;

其中,所述微量元素溶液是:硼酸锌20.0g/L、氯化锰10.0g/L、硫酸铜25.0g/L、钼酸铵7.5g/L、硝酸钴0.1g/L,其余是蒸馏水,以0.22μm的滤膜过滤除菌。

C一种用于去除重金属的吸附剂,其包括:

-二硫代羧化聚丙烯酰胺;

-酵母菌表面活性剂;

-柠檬酸铁;

其中,以干物质计,所述吸附剂中的二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是100:1.8:8.2。

D制备项C所述吸附剂的方法,其包括:

将柠檬酸铁溶于乙醇水溶液中得到浓度是0.06mol/L的柠檬酸铁混合溶液,室温100r/min搅拌下缓慢加入二硫代羧化聚丙烯酰胺,调节pH至8.2,缓慢加入酵母菌表面活性剂,其中,以干物质计,所述二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是100:1.8:8.2;升温至42℃,4r/min缓慢搅拌负载4h,在55℃温度下老化24h老化并完成过滤、洗涤、烘干即得。

实施例3:用于去除重金属的吸附剂的其他优选实施方案:

A制备二硫代羧化聚丙烯酰胺:

1)搅拌下,甲醛溶液加入聚丙烯酰胺溶液中,其中聚丙烯酰胺结构单元与甲醛的物质的量比为1:1.5,以NaOH溶液调节体系pH至11.0,48℃下反应2h制得羟甲基化聚丙烯酰胺;

2)调整羟甲基化聚丙烯酰胺溶液浓度至0.6wt%,加入NaOH溶液,在26℃、60r/min条件下预反应10min,加入二硫化碳,其中羟甲基化聚丙烯酰胺:二硫化碳:氢氧化钠的质量比是1:1.5:2.5,经二段式反应后即得,二段式反应中,首段反应温度是24℃、时间是60min;次段反应温度是48℃、时间是70min。

B制备酵母菌表面活性剂:

配制发酵培养基:硫酸铵10.0g/L、氯化钾1.2g/L、氯化钠2.2g/L、磷酸二氢钾6.2g/L、硫酸亚铁0.07g/L、硫酸镁2.8g/L、酵母膏0.8g/L、正十六烷16.5mL/L、乙醇0.3g/L、艾柏兰酮0.28mg/L、微量元素液9.5mL/L,其余是蒸馏水,初始pH7.2,在1.2bar、121℃、20min条件下高压蒸汽灭菌;以6.0%在超净工作台内接种培养至对数期中后期的海洋解脂耶罗维亚酵母菌菌液,在30℃、150r/min摇床发酵培养72h;将发酵液pH值调至8.4,15000r/min、30min条件下高速离心去除菌体,通过酸沉淀法粗提、氯仿甲醇萃取提纯、真空冷冻干燥后即得;

其中,所述微量元素溶液是:硼酸锌20.0g/L、氯化锰10.0g/L、硫酸铜25.0g/L、钼酸铵7.5g/L、硝酸钴0.1g/L,其余是蒸馏水,以0.22μm的滤膜过滤除菌。

C一种用于去除重金属的吸附剂,其包括:

-二硫代羧化聚丙烯酰胺;

-酵母菌表面活性剂;

-柠檬酸铁;

其中,以干物质计,所述吸附剂中的二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是50:1:3。

D制备项C所述吸附剂的方法,其包括:

将柠檬酸铁溶于乙醇水溶液中得到浓度是0.06mol/L的柠檬酸铁混合溶液,室温120r/min搅拌下缓慢加入二硫代羧化聚丙烯酰胺,调节pH至8.4,缓慢加入酵母菌表面活性剂,其中,以干物质计,所述二硫代羧化聚丙烯酰胺、酵母菌表面活性剂与柠檬酸铁的质量比是50:1:3;升温至44℃,60r/min缓慢搅拌负载2h,在60℃温度下老化36h老化并完成过滤、洗涤、烘干即得。

对比例D4:用于去除重金属的吸附剂的其他对比实施方案:

对比例D4与实施例1基本相同,不同之处在于制备所述酵母菌表面活性剂的发酵培养基中未添加乙醇与艾柏兰酮。

对比例D5:用于去除重金属的吸附剂的其他对比实施方案:

对比例D5与实施例1基本相同,不同之处在于制备所述酵母菌表面活性剂的发酵培养基中未添加艾柏兰酮。

对比例D6:用于去除重金属的吸附剂的其他对比实施方案:

对比例D6与实施例1基本相同,不同之处在于制备所述酵母菌表面活性剂红酵母时选用红酵母代替海洋解脂耶罗维亚酵母菌。

对比例D7:用于去除重金属的吸附剂的其他对比实施方案:

对比例D7与实施例1基本相同,不同之处在于制备所述二硫代羧化聚丙烯酰胺时未采用二段式反应,仅在反应温度25℃下反应125min。

对比例D8:用于去除重金属的吸附剂的其他对比实施方案:

对比例D8与实施例1基本相同,不同之处在于制备所述二硫代羧化聚丙烯酰胺时未采用二段式反应,仅在反应温度45℃下反应125min。

对比例D9:用于去除重金属的吸附剂的其他对比实施方案:

对比例D9与实施例1基本相同,不同之处在于吸附剂中未添加酵母菌表面活性剂。

对比例D10:用于去除重金属的吸附剂的其他对比实施方案:

对比例D10与实施例1基本相同,不同之处在于吸附剂中未添加柠檬酸铁。

实验例1:对重金属离子吸附性能的检测:

本实验例选取实施例1-3以及对比例4D-D10中的各吸附剂应用于污水处理中,通过对某污水进行检测得知,污水中主要重金属离子包括Cd2+离子、Cu2+离子、Gr5+离子、Ni2+离子与As5+离子,在处理前后均进行检测,统计12h后污水中的各重金属离子的浓度,依据计算出重金属离子去除率,式中c0是处理前离子浓度,c是处理后离子浓度。统计重金属离子去除率如图1所示,由图1的图示可以看出,本申请的优选实施例1-3的吸附剂对各重金属离子均具有较为优异的去除率,具体数值均可达95%以上,还可以看出,吸附剂中的二硫代羧化聚丙烯酰胺/酵母菌表面活性剂/柠檬酸铁形成的三元结构对吸附剂的吸附作用影响较大,表明稳定的三元结构赋予了吸附剂对上述重金属离子较为优异的吸附作用。

实验例2:吸附剂对重金属离子的再吸附性能的检测:

将吸附饱和后的实施例1中吸附剂经过滤、洗涤,加入浓度为0.1mol/L的CH3COOH,缓慢搅拌2h后滤出树脂,用去离子水洗至中性;然后再以实验例1相同的方法检测吸附剂对Ni2+离子(图1可知吸附剂对其吸附作用最差)的吸附去除作用,统计结果如图2所示。由图2可知,吸附剂3次(含3次)以内的重复应用之下依然具有较为优异的重金属离子吸附性能,表明本申请所述吸附剂对重金属离子表现出良好的再吸附性能,降低成本的同时也提高了吸附剂的使用寿命。

上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术,故在此不再详细赘述。

虽然上述具体实施方式已经显示、描述并指出应用于各种实施方案的新颖特征,但应理解,在不脱离本公开内容的精神的前提下,可对所说明的装置或方法的形式和细节进行各种省略、替换和改变。另外,上述各种特征和方法可彼此独立地使用,或可以各种方式组合。所有可能的组合和子组合均旨在落在本公开内容的范围内。上述许多实施方案包括类似的组分,并且因此,这些类似的组分在不同的实施方案中可互换。虽然已经在某些实施方案和实施例的上下文中公开了本发明,但本领域技术人员应理解,本发明可超出具体公开的实施方案延伸至其它的替代实施方案和/或应用以及其明显的修改和等同物。因此,本发明不旨在受本文优选实施方案的具体公开内容限制。

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