以羧甲基馬鈴薯淀粉與丙烯酰胺為原料合成吸附Hg²⁺樹脂的方法
【專利摘要】本發明公開了以羧甲基馬鈴薯淀粉與丙烯酰胺為原料合成吸附Hg2+樹脂的方法，主要特征為首先以氫氧化鈉溶液水解丙烯酰胺，然后在氮氣的保護下水浴加熱，使羧甲基馬鈴薯淀粉與部分水解的丙烯酰胺在30～60℃下接枝聚合制備吸附Hg2+樹脂。最佳產品在1000mlHg2+濃度為1ppb的溶液中對Hg2+的吸附量為4.9959μg/g，去除率為99.9%。本發明吸附Hg2+離子樹脂的制備具有以下優勢：母體羧甲基馬鈴薯淀粉可溶于水中，因而不需要糊化，工藝簡單易行，接枝聚合反應溫度低，實用性強，制得的吸附Hg2+樹脂對Hg2+離子吸附量及去除率高。
【專利說明】
以羧甲基馬鈴薯淀粉與丙烯酰胺為原料合成吸附Hg2+樹脂的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于環境治理領域的功能高分子材料一一吸附Hg2+離子樹脂的制備方法，特別是指以羧甲基馬鈴薯淀粉、用氫氧化鈉部分水解的丙烯酰胺為主要原料制備吸附Hg2+離子樹脂的方法。【背景技術】
[0002]由于重金屬具有富集性及穩定性，很難在環境中降解的特點，因此相對于其他污染，重金屬污染已經成為威脅人類發展的重大環境問題。各種汞化合物的毒性差別很大。無機汞中的升汞是劇毒物質;有機汞中的苯基汞分解較快，毒性不大，而甲基汞進入人體很容易被吸收，不易降解，排泄很慢，特別是容易在腦中積累，毒性最大。汞中毒以慢性為多見， 主要發生在生產活動中，長期吸入汞蒸氣和汞化合物粉塵所致。以精神-神經異常、齒齦炎、 震顫為主要癥狀。大劑量汞蒸氣吸入或汞化合物攝入即發生急性汞中毒。對汞過敏者，即使局部涂沫汞油基質制劑，亦可發生中毒。
【發明內容】

[0003]本發明提供了一種操作工藝簡單、吸附Hg2+能力強、吸附量高的樹脂產品及其制備方法。
[0004]其方法及步驟如下:將羧甲基馬鈴薯淀粉與一定量的去離子水混合;稱取一定量的丙烯酰胺，與一定量的去離子水混合，配制氫氧化鈉溶液按一定水解度將其與丙烯酰胺溶液反應;將上述羧甲基馬鈴薯淀粉與去離子水的混合液與用氫氧化鈉部分水解的丙烯酰胺溶液在反應瓶中混合均勻，加入一定量的引發劑過硫酸鉀與一定量的交聯劑N，M-亞甲基雙丙烯酰胺溶液，攪拌使之均勻，通入氮氣，緩慢加熱，使反應體系溫度逐步升高，聚合反應發生在30-60 °C之間， 溫度繼續升高達到80°C時保溫1.5h，然后取出產物，經烘干、粉碎即得吸附Hg2+樹脂。上述使用的引發劑過硫酸鉀配制為的濃度為l〇mg/ml的溶液、交聯劑N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺配制為濃度為2.5mg/ml的溶液。
[0005]最佳條件下的產品在1000mlHg2+濃度為lppb的溶液中對Hg2+的吸附量為4.9959yg/g。本發明的優點:(1)羧甲基馬鈴薯淀粉易溶于水，在吸附Hg2+樹脂制備的過程中不需要傳統的淀粉糊化工藝，工藝流程簡單易行；(2)聚合反應溫度低，可減少能量消耗，實用性強；(3)產品對Hg2+的吸附效果好。【附圖說明】
[0006]圖1是羧甲基馬鈴薯淀粉與丙烯酰胺合成吸附Hg2+樹脂的工藝流程圖圖2是引發劑用量對初始濃度為Ippb的Hg2+樹脂吸附量的影響曲線圖3是交聯劑用量對初始濃度為Ippb的Hg2+樹脂吸附量的影響曲線
圖4是丙烯酰胺水解度對初始濃度為Ippb的Hg2+樹脂吸附量的影響曲線
圖5是溶解羧甲基馬鈴薯淀粉的用水量對初始濃度為Ippb的Hg2+樹脂吸附量的影響曲線
圖6是羧甲基馬鈴薯淀粉與丙烯酰胺質量比對初始濃度為Ippb的Hg2+樹脂吸附量的影響曲線。
【具體實施方式】
[0007]實施例1:稱取25g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱取7.04g氫氧化鈉，溶解于15ml去離子水中，將該氫氧化鈉溶液滴加到上述丙烯酰胺溶液中，室溫下攪拌使丙烯酰胺水解;稱取2.5g羧甲基馬鈴薯淀粉與30ml去離子水混合均勻，將丙烯酰胺的水解液與羧甲基馬鈴薯淀粉混合液混合均勾，加入5ml濃度為10mg/ml的過硫酸鉀溶液、7ml濃度為2.5mg/ml的N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺溶液，通入氮氣，緩慢加熱使反應體系溫度逐步升高，聚合反應發生在35°C，待溫度上升到80°C時保溫1.5h，然后取出產物，經烘干、粉碎得到吸附Hg2+樹月旨，本實施例所制得的吸附Hg2+樹脂在100mlHg2+濃度為Ippb的溶液中對Hg2+的吸附量為4.9959yg/g，去除率為 99.9%。
[0008]實施例2:稱取25g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱取7.04g氫氧化鈉，溶解于15ml去離子水中，將該氫氧化鈉溶液滴加到上述丙烯酰胺溶液中，室溫下攪拌使丙烯酰胺水解;稱取2.5g羧甲基馬鈴薯淀粉與30ml去離子水混合均勻，將丙烯酰胺的水解液與羧甲基馬鈴薯淀粉混合液混合均勾，加入5ml濃度為I Omg/ml的過硫酸鉀溶液、6ml濃度為2.5mg/ml的N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺溶液，通入氮氣，緩慢加熱使反應體系溫度逐步升高，聚合反應發生在39 °C，待溫度上升到80°C時保溫1.5h，然后取出產物，經烘干、粉碎得到吸附Hg2+樹月旨，本實施例所制得的吸附Hg2+樹脂在100mlHg2+濃度為Ippb的溶液中對Hg2+的吸附量為4.9956yg/g，去除率為 99.9%。
[0009]實施例3:稱取22.5g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱取6.34g氫氧化鈉，溶解于15ml去離子水中，將該氫氧化鈉溶液滴加到上述丙烯酰胺溶液中，室溫下攪拌使丙烯酰胺水解;稱取2.5g羧甲基馬鈴薯淀粉與30ml去離子水混合均勻，將丙烯酰胺的水解液與羧甲基馬鈴薯淀粉混合液混合均勻，加入5ml濃度為I Omg/ml的過硫酸鉀溶液、6ml濃度為2.5mg/ml的N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺溶液，通入氮氣，緩慢加熱使反應體系溫度逐步升高，聚合反應發生在28°C，待溫度上升到80°C時保溫1.5h，然后取出產物，經烘干、粉碎得到吸附Hg2+樹脂，本實施例所制得的吸附Hg2+樹脂在100mlHg2+濃度為Ippb的溶液中對Hg2+的吸附量為4.9954yg/g，去除率為99.9%。
[0010]實施例4:稱取25g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱取4.23g氫氧化鈉，溶解于15ml去離子水中，將該氫氧化鈉溶液滴加到上述丙烯酰胺溶液中，室溫下攪拌使丙烯酰胺水解;稱取2.5g羧甲基馬鈴薯淀粉與30ml去離子水混合均勻，將丙烯酰胺的水解液與羧甲基馬鈴薯淀粉混合液混合均勾，加入5ml濃度為I Omg/ml的過硫酸鉀溶液、6ml濃度為2.5mg/ml的N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺溶液，通入氮氣，緩慢加熱使反應體系溫度逐步升高，聚合反應發生在29°C，待溫度上升到80°C時保溫1.5h，然后取出產物，經烘干、粉碎得到吸附Hg2+樹月旨，本實施例所制得的吸附Hg2+樹脂在1000mlHg2+濃度為lppb的溶液中對Hg2+的吸附量為 4 ? 9958yg/g，去除率為 99 ? 9%。[〇〇11]實施例5:稱取25g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱取7.04g氫氧化鈉，溶解于 15ml去離子水中，將該氫氧化鈉溶液滴加到上述丙烯酰胺溶液中，室溫下攪拌使丙烯酰胺水解;稱取2.5g羧甲基馬鈴薯淀粉與45ml去離子水混合均勻，將丙烯酰胺的水解液與羧甲基馬鈴薯淀粉混合液混合均勾，加入5ml濃度為1 Omg/ml的過硫酸鉀溶液、6ml濃度為2.5mg/ ml的N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺溶液，通入氮氣，緩慢加熱使反應體系溫度逐步升高，聚合反應發生在31°C，待溫度上升到80°C時保溫1.5h，然后取出產物，經烘干、粉碎得到吸附Hg2+樹月旨，本實施例所制得的吸附Hg2+樹脂在1000mlHg2+濃度為lppb的溶液中對Hg2+的吸附量為 4 ? 9957yg/g，去除率為 99 ? 9%。
【主權項】
1.本發明提供了一種操作工藝簡單、吸附Hg2+能力強、吸附量及去除率高的樹脂產品及其制備方法，其方法及步驟如下: 將羧甲基馬鈴薯淀粉與一定量的去離子水混合;稱取一定量的丙烯酰胺，配制氫氧化鈉溶液按一定水解度將其與稱好的丙烯酰胺反應;將上述羧甲基馬鈴薯淀粉與去離子水的混合液與用氫氧化鈉部分水解的丙烯酰胺溶液在反應瓶中混合均勻，加入一定量的引發劑過硫酸鉀與一定量的交聯劑N，f-亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌使之均勻，通入氮氣，緩慢加熱，使反應體系溫度逐步升高，聚合反應發生在30-60°C之間，溫度繼續升高達到80°C時保溫1.5h，然后取出產物，經烘干、粉碎即得吸附Hg2+樹脂;上述使用的引發劑過硫酸鉀配制成濃度為I Omg/ml的溶液、交聯劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺配制成濃度為2.5mg/ml的溶液。2.上述以羧甲基馬鈴薯淀粉與丙烯酰胺為原料合成樹脂的方法制得的吸附Hg2+樹脂，最佳條件下的產品在100mlHg2+濃度為Ippb的溶液中Hg2+的吸附量為4.9959yg/g，去除率為99.9%。3.權利要求1所述最佳條件下的產品特指按權利要求1所述實驗方案制備吸附Hg2+樹月旨，其中羧甲基馬鈴薯淀粉:溶解羧甲基馬鈴薯淀粉用水量:丙烯酰胺:溶解丙烯酰胺的水量:氫氧化鈉:溶解氫氧化鈉的水量:過硫酸鉀:溶解過硫酸鉀的水量:N，N L亞甲基雙丙烯酰胺:溶解Ν，Ν'_亞甲基雙丙烯酰胺的水量=1:12:10:10:2.816:6:0.02:2:0.007:2.8。
【文檔編號】B01J20/26GK106008834SQ201610480178
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】溫國華, 尤美云, 宋麗君, 張雨亭, 渠清, 陳超, 柳青, 馮凱
【申請人】內蒙古大學