本發(fā)明涉及殼聚糖改性復(fù)合材料和污水處理劑，具體說是一種用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、排放污水在未處理之前，含有鉛、鎘、汞、鎳等重金屬離子，直接排放會給河流的生態(tài)環(huán)境造成了很大程度的破壞，因此在排放前后需要對自然河流水體進(jìn)行水體質(zhì)量檢測，如水體不合格需要對污染后的水體進(jìn)行處理。

2、自然河流附近的居民都以河水為生，如居民生活用水、農(nóng)田灌溉用水等均以河水為水源，因此河沿岸污水治理是現(xiàn)在面臨的難題之一。河水中含有大量的泥沙微粒，對污水處理劑的絮凝效果、環(huán)境友好性、去除重金屬離子等均具有非常高的要求?，F(xiàn)有的污水處理劑對重金屬離子的吸附效果容易受河污水中泥沙的影響，特別是在天氣寒冷的情況下，吸附性能大大降低，影響河污水的處理效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料及其制備方法。

2、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料，由戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖-淀粉共聚物負(fù)載于凹凸棒土表面得到；所述戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖-淀粉共聚物在制備過程中，首先制備磺化殼聚糖，然后用戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖，然后與羥乙基淀粉交聯(lián)得到。

4、本發(fā)明還包括用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

5、①制備磺化殼聚糖：將殼聚糖加入到n,n-二甲基甲酰胺中，開啟攪拌，在10~20℃下分兩次向其中滴加氯磺酸，控制滴加時(shí)反應(yīng)液的溫度不超過30℃，滴加完畢后攪拌反應(yīng)1~2小時(shí)，將所得反應(yīng)液加入到第一甲醇中，攪拌10~20分鐘，過濾，濾餅干燥，得到磺化殼聚糖；

6、其中殼聚糖、n,n-二甲基甲酰胺、氯磺酸和第一甲醇的質(zhì)量比為10：250~500：0.6~2：1500~2500；

7、滴加氯磺酸時(shí)，第一次滴加完畢后攪拌0.5~1小時(shí)，再向反應(yīng)液中第二次滴加氯磺酸，兩次氯磺酸的質(zhì)量比為1：2~3；

8、②制備戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖：將第一乙酸和步驟①所得磺化殼聚糖加入到去離子水中，攪拌10~20分鐘，在15~25℃下加入戊二醛，攪拌反應(yīng)2~4小時(shí)，向其中加入還原劑繼續(xù)攪拌1~2小時(shí)，得到反應(yīng)混合液，用分子量3500d的透析袋透析，凍干，得到戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖；

9、其中第一乙酸、步驟①所得磺化殼聚糖、去離子水、戊二醛和還原劑的質(zhì)量比為0.5~1.25：5：250~500：0.5~1.5：1~1.5；

10、所述還原劑為硼類還原劑；

11、③制備戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖-淀粉共聚物：將羥乙基淀粉、第二乙酸和步驟②所得戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖加入到去離子水中，攪拌10~20分鐘，升溫至50~70℃，加入硝酸鈰胺，然后向其中滴加二甲基二烯丙基氯化銨水溶液，控制滴加時(shí)反應(yīng)液溫度不超過75℃，滴加完畢后攪拌反應(yīng)1~2小時(shí)，降溫至10~30℃，加入到第二甲醇中，過濾，濾餅干燥，得到戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖-淀粉共聚物；

12、其中羥乙基淀粉、第二乙酸、步驟②所得戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖、去離子水、硝酸鈰胺、二甲基二烯丙基氯化銨水溶液和第二甲醇的質(zhì)量比為1~1.5：0.2~0.6：1~1.5：200~300：0.04~0.16：5~8：1000~2000；

13、④制備用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料：將凹凸棒土加入到鹽酸水溶液中，在15~35℃下攪拌6~8小時(shí)，加入步驟③所得戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖-淀粉共聚物，攪拌5~10小時(shí)，過濾，用去離子水洗滌至濾液ph為6~7，干燥得到用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料；

14、其中凹凸棒土、鹽酸水溶液和戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖-淀粉共聚物的質(zhì)量比為10~12：30~50：2~4。

15、優(yōu)選地，所述鹽酸水溶液的質(zhì)量濃度為2~4mol/l。

16、優(yōu)選地，所述殼聚糖的分子量為5萬~10萬，脫乙酰度大于90%。

17、優(yōu)選地，步驟①中的干燥溫度不高于50℃。

18、優(yōu)選地，步驟②中還原劑為氰基硼氫化鈉或硼氫化鈉。

19、優(yōu)選地，所述二甲基二烯丙基氯化銨水溶液的質(zhì)量濃度為45~55%。

20、優(yōu)選地，所述羥乙基淀粉的分子量為10~13萬，取代度為0.4~0.5。

21、本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

22、本發(fā)明的用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料，對污水中的雜質(zhì)具有較好的絮凝效果，能夠有效吸附污水中的重金屬雜質(zhì)，并且具有優(yōu)異的耐低溫性能，可以有效沉淀河污水中的泥沙微粒，在低溫環(huán)境下也能保證較高的污水處理效率。

23、本發(fā)明的用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料，在對殼聚糖進(jìn)行改性的過程中，首先，制備磺化殼聚糖，解決了殼聚糖水溶性差，對重金屬離子吸附效率低的問題，且磺酸基也是良好的配位基團(tuán)，可以與多種重金屬離子進(jìn)行配位反應(yīng)，進(jìn)一步提高了金屬離子吸附效率；其次，以戊二醛與磺化殼聚糖交聯(lián)，進(jìn)一步與羥乙基淀粉、二甲基二烯丙基氯化銨反應(yīng)制備交聯(lián)共聚物，使殼聚糖的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步舒展，避免了與重金屬離子交聯(lián)后聚合的問題；最后，將所得交聯(lián)共聚物進(jìn)一步負(fù)載于凹凸棒土表面，保證了交聯(lián)聚合物與重金屬離子的高效配位，進(jìn)一步提高了吸附效率。

技術(shù)特征：

1.一種用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料，其特征在于：由戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖-淀粉共聚物負(fù)載于凹凸棒土表面得到；所述戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖-淀粉共聚物在制備過程中，首先制備磺化殼聚糖，然后用戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖，然后與羥乙基淀粉交聯(lián)得到。

2.權(quán)利要求1所述的用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述鹽酸水溶液的質(zhì)量濃度為2~4mol/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述殼聚糖的分子量為5萬~10萬，脫乙酰度大于90%。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟①中的干燥溫度不高于50℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟②中還原劑為氰基硼氫化鈉或硼氫化鈉。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述二甲基二烯丙基氯化銨水溶液的質(zhì)量濃度為45~55%。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述羥乙基淀粉的分子量為10~13萬，取代度為0.4~0.5。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，涉及殼聚糖改性復(fù)合材料和污水處理劑技術(shù)領(lǐng)域，所述殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料由戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖?淀粉共聚物負(fù)載于凹凸棒土表面得到；所述戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖?淀粉共聚物在制備過程中，首先制備磺化殼聚糖，然后用戊二醛交聯(lián)磺化殼聚糖，然后與羥乙基淀粉交聯(lián)得到；本發(fā)明的用于污水處理的殼聚糖改性凹凸棒土復(fù)合材料，對污水中的雜質(zhì)具有較好的絮凝效果，能夠有效吸附污水中的重金屬雜質(zhì)，并且具有優(yōu)異的耐低溫性能，可以有效沉淀河污水中的泥沙微粒，在低溫環(huán)境下也能保證較高的污水處理效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張燁紅,逯漫漫,張婧祎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：宿遷博辰科技信息有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15