改性殼聚糖載鋅配合物的制備及去除氨氮污染物的應(yīng)用制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于水處理藥劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性殼聚糖載鋅配合物的制備及去除氨氮污染物的應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)的改性殼聚糖載鋅配合物的制備是首先配制成殼聚糖醋酸溶膠和乙酸鋅溶液，將殼聚糖醋酸溶膠滴入乙酸鋅溶液中在常溫條件下進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，向絡(luò)合后的產(chǎn)物中加入稀堿溶液調(diào)節(jié)pH，然后洗滌過濾烘干粉碎，得到改性殼聚糖載鋅配合物。將改性殼聚糖載鋅配合物投入到含氨氮污染物的微污染水體中，改性殼聚糖載鋅配合物投加量為4~5g/L，氨氮去除率達(dá)40%~70%。本發(fā)明專利技術(shù)制備過程簡單，投加方便，無需新增水處理構(gòu)筑物，節(jié)約成本，彌補(bǔ)了目前水廠使用的常規(guī)水處理藥劑對超標(biāo)氨氮原水處理效果差的缺陷。

Preparation of modified chitosan supported zinc complex and its application in removal of ammonia nitrogen pollutants

The invention belongs to the technical field of water treatment medicament, in particular to the preparation of modified chitosan zinc carrying complex and the application of removing ammonia nitrogen pollutant. The invention of the modified chitosan loaded zinc complexes are prepared by first preparing chitosan acetic sol and zinc acetate solution, the chitosan acetic sol drops into the zinc acetate solution complexation reactions were carried out at room temperature, is added to the product after the complex regulation of pH in dilute alkali solution, then drying washing and filtering get crushed, modified chitosan containing zinc complexes. The modified chitosan loaded zinc complex was added into the micro polluted water containing ammonia nitrogen pollutants. The amount of chitosan loaded zinc complex was 4~5g/L, and the removal rate of ammonia nitrogen was 40%~70%. The preparation process of the invention is simple and convenient to add and do not need to add new water treatment structure, thereby saving cost, and making up the defect that the conventional water treatment agent used in the water plant has poor treatment effect on the exceeding standard ammonia nitrogen raw water.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
改性殼聚糖載鋅配合物的制備及去除氨氮污染物的應(yīng)用
本專利技術(shù)屬于水處理藥劑
，具體涉及一種改性殼聚糖載鋅配合物的制備及去除氨氮污染物的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)化與城市化的發(fā)展，我國部分河流水體均受到不同程度的污染，氨氮是其中主要的污染物之一。水中氨氮若處理不當(dāng)，會產(chǎn)生亞硝酸鹽氮，而亞硝酸鹽氮會和人體的蛋白質(zhì)產(chǎn)生致癌的亞硝胺，長期飲用亞硝酸鹽氮的水對人體危害極大。目前，凈水廠采用的常規(guī)“混凝-沉淀-過濾-消毒”的處理工藝不具有對受污染水源水中氨氮的去除能力。而且，在原水消毒過程中，氨氮也是造成消毒副產(chǎn)物，如氯化氰和氯胺等的前驅(qū)物之一，它與氯消毒劑反應(yīng)，降低了消毒效果，增大消毒處理的需氯量，從而也增加了制水成本。殼聚糖作為天然的高分子絮凝劑，是一種直鏈型高分子多糖化合物，其表面含有大量的氨基，羥基，可發(fā)生水解，羧甲基化，絡(luò)合與縮合等多種反應(yīng)，能夠直接作為絮凝劑與螯合吸附劑，在微污染飲用水凈化方面有著廣泛的應(yīng)用前景，目前，以殼聚糖為基體的金屬配合物對氨氮的處理研究較少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本專利技術(shù)提供一種改性殼聚糖載鋅配合物的制備及去除氨氮污染物的應(yīng)用，目的是解決的現(xiàn)有處理工藝對受污染水源水中氨氮去除能力差的問題。本專利技術(shù)的改性殼聚糖載鋅配合物的制備按照以下步驟進(jìn)行：（1）將殼聚糖與醋酸溶液按照質(zhì)量比1:50-100混合，配制成殼聚糖醋酸溶膠；（2）將乙酸鋅溶于去離子水中，配制成乙酸鋅溶液，乙酸鋅溶液中的乙酸鋅與步驟（1）中的殼聚糖的質(zhì)量比為1:4；（3）將殼聚糖醋酸溶膠滴入乙酸鋅溶液中，攪拌混勻，在常溫條件下進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10-18h，得到絡(luò)合后的產(chǎn)物；（4）繼續(xù)在常溫條件下，以60r/min-180r/min的速度向絡(luò)合后的產(chǎn)物中加入稀堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8-12，然后用去離子水沖洗產(chǎn)物直至洗液為中性，將產(chǎn)物經(jīng)0.45μm的玻璃纖維膜過濾，再在60-70℃的干燥箱內(nèi)干燥，將產(chǎn)物粉碎，得到改性殼聚糖載鋅配合物。其中，所述的殼聚糖脫乙酰度≥95%，所述的醋酸溶液的質(zhì)量濃度為1%-10%。所述的稀堿溶液是濃度為1mol/L的NaOH溶液或KOH溶液。改性殼聚糖載鋅配合物去除氨氮污染物的應(yīng)用按照以下步驟進(jìn)行：將改性殼聚糖載鋅配合物投入到含氨氮污染物的微污染水體中，改性殼聚糖載鋅配合物投加量為4~5g/L，氨氮去除率達(dá)40%~70%。其中，所述的微污染水體中氨氮污染物含量為3-10mg/L。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的特點(diǎn)和有益效果是：（1）本專利技術(shù)制備的改性殼聚糖載鋅配合物水處理藥劑，由于殼聚糖表面存在多種活性官能團(tuán)，通過與鋅離子形成的配合物，使改性殼聚糖鋅配合物中鋅離子外層軌道更加活躍，能夠與水中氨氮進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，從而達(dá)到對原水中氨氮去除作用。殼聚糖與鋅離子形成配合物使顆粒孔隙結(jié)構(gòu)增多，孔徑比表面積增大，增加了水中氨氮與顆粒間的接觸面積，提高了氨氮在顆粒表面的物理吸附作用，從而彌補(bǔ)了目前水廠使用的常規(guī)水處理藥劑對超標(biāo)氨氮原水處理效果差的缺陷；（2）本專利技術(shù)制備過程簡單，投加方便，無需新增水處理構(gòu)筑物，節(jié)約成本。附圖說明圖1是實(shí)施例1~5不同氨氮濃度改性殼聚糖載鋅配合物處理后出水氨氮濃度與去除率的對比圖；圖2是實(shí)施例2中制備出來改性殼聚糖載鋅配合物粉碎后的圖片；圖3是實(shí)施例2中制備出來改性殼聚糖載鋅配合物掃描電鏡擴(kuò)大5000倍的圖片。具體實(shí)施方式下述具體實(shí)施方式是對本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
的進(jìn)一步說明以做為對本專利技術(shù)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
的闡釋，但本專利技術(shù)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述具體實(shí)施方式所述，任何具體實(shí)施方式間的任意組合及對制備過程的簡單變化均屬于本專利技術(shù)所要求的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例的改性殼聚糖載鋅配合物的制備按照以下步驟進(jìn)行：（1）將脫乙酰度95%的殼聚糖與質(zhì)量濃度為10%的醋酸溶液按照質(zhì)量比1:50混合，配制成殼聚糖醋酸溶膠；（2）將乙酸鋅溶于去離子水中，配制成乙酸鋅溶液，乙酸鋅溶液中的乙酸鋅與步驟（1）中的殼聚糖的質(zhì)量比為1:4；（3）將殼聚糖醋酸溶膠滴入乙酸鋅溶液中，攪拌混勻，在常溫條件下進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為18h，得到絡(luò)合后的產(chǎn)物；（4）繼續(xù)在常溫條件下，以100r/min的速度向絡(luò)合后的產(chǎn)物中加入1mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為8，然后用去離子水沖洗產(chǎn)物直至洗液為中性，將產(chǎn)物經(jīng)0.45μm的玻璃纖維膜過濾，再在60℃的干燥箱內(nèi)干燥，將產(chǎn)物粉碎，得到改性殼聚糖載鋅配合物，其粉碎后的圖片如圖2所示，掃描電鏡擴(kuò)大5000倍的圖片如圖3所示，從圖3可以看出殼聚糖與鋅離子形成配合物使顆粒孔隙結(jié)構(gòu)增多，孔徑比表面積增大，增加了水中氨氮與顆粒間的接觸面積，提高了氨氮在顆粒表面的物理吸附作用。本實(shí)施例的改性殼聚糖載鋅配合物去除氨氮污染物的應(yīng)用按照以下步驟進(jìn)行：于10~15℃，將改性殼聚糖載鋅配合物投入到含氨氮污染物的微污染水體中，氨氮含量為3mg/L，改性殼聚糖載鋅配合物投加量為4g/L，反應(yīng)5h，經(jīng)檢測，反應(yīng)前后氨氮去除率達(dá)42.3%，如圖1所示，表明本專利技術(shù)的改性殼聚糖載鋅配合物在較低溫度下對氨氮也有良好的去除效果。實(shí)施例2本實(shí)施例的改性殼聚糖載鋅配合物的制備按照以下步驟進(jìn)行：（1）將脫乙酰度96%的殼聚糖與質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液按照質(zhì)量比1:60混合，配制成殼聚糖醋酸溶膠；（2）將乙酸鋅溶于去離子水中，配制成乙酸鋅溶液，乙酸鋅溶液中的乙酸鋅與步驟（1）中的殼聚糖的質(zhì)量比為1:4；（3）將殼聚糖醋酸溶膠滴入乙酸鋅溶液中，攪拌混勻，在常溫條件下進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10h，得到絡(luò)合后的產(chǎn)物；（4）繼續(xù)在常溫條件下，以80r/min的速度向絡(luò)合后的產(chǎn)物中加入1mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為10，然后用去離子水沖洗產(chǎn)物直至洗液為中性，將產(chǎn)物經(jīng)0.45μm的玻璃纖維膜過濾，再在70℃的干燥箱內(nèi)干燥，將產(chǎn)物粉碎，得到改性殼聚糖載鋅配合物。本實(shí)施例的改性殼聚糖載鋅配合物去除氨氮污染物的應(yīng)用按照以下步驟進(jìn)行：于10~15℃，將改性殼聚糖載鋅配合物投入到含氨氮污染物的微污染水體中，氨氮含量為5mg/L，改性殼聚糖載鋅配合物投加量為4g/L，反應(yīng)5h，經(jīng)檢測，反應(yīng)前后氨氮去除率達(dá)49.8%，如圖1所示。實(shí)施例3本實(shí)施例的改性殼聚糖載鋅配合物的制備按照以下步驟進(jìn)行：（1）將脫乙酰度97%的殼聚糖與質(zhì)量濃度為5%的醋酸溶液按照質(zhì)量比1:80混合，配制成殼聚糖醋酸溶膠；（2）將乙酸鋅溶于去離子水中，配制成乙酸鋅溶液，乙酸鋅溶液中的乙酸鋅與步驟（1）中的殼聚糖的質(zhì)量比為1:4；（3）將殼聚糖醋酸溶膠滴入乙酸鋅溶液中，攪拌混勻，在常溫條件下進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為12h，得到絡(luò)合后的產(chǎn)物；（4）繼續(xù)在常溫條件下，以60r/min的速度向絡(luò)合后的產(chǎn)物中加入1mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為12，然后用去離子水沖洗產(chǎn)物直至洗液為中性，將產(chǎn)物經(jīng)0.45μm的玻璃纖維膜過濾，再在65℃的干燥箱內(nèi)干燥，將產(chǎn)物粉碎，得到改性殼聚糖載鋅配合物。本實(shí)施例的改性殼聚糖載鋅配合物去除氨氮污染物的應(yīng)用按照以下步驟進(jìn)行：于10~15℃，將改性殼聚糖載鋅配合物投入到含氨氮污染物的微污染水體中，氨氮含量為7mg/L，改性殼聚糖載鋅配合物投加量為4g/L，反應(yīng)5h，經(jīng)檢測，反應(yīng)前后氨氮去除率達(dá)59.3%，如圖1所示。實(shí)施例4本實(shí)施例的改性殼本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種改性殼聚糖載鋅配合物的制備，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行：（1）將殼聚糖與醋酸溶液按照質(zhì)量比1:50?100混合，配制成殼聚糖醋酸溶膠；（2）將乙酸鋅溶于去離子水中，配制成乙酸鋅溶液，乙酸鋅溶液中的乙酸鋅與步驟（1）中的殼聚糖的質(zhì)量比為1:4；（3）將殼聚糖醋酸溶膠滴入乙酸鋅溶液中，攪拌混勻，在常溫條件下進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10?18h，得到絡(luò)合后的產(chǎn)物；（4）繼續(xù)在常溫條件下，以60r/min?180r/min的速度向絡(luò)合后的產(chǎn)物中加入稀堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8?12，然后用去離子水沖洗產(chǎn)物直至洗液為中性，將產(chǎn)物經(jīng)0.45μm的玻璃纖維膜過濾，再在60?70℃的干燥箱內(nèi)干燥，將產(chǎn)物粉碎，得到改性殼聚糖載鋅配合物。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種改性殼聚糖載鋅配合物的制備，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行：（1）將殼聚糖與醋酸溶液按照質(zhì)量比1:50-100混合，配制成殼聚糖醋酸溶膠；（2）將乙酸鋅溶于去離子水中，配制成乙酸鋅溶液，乙酸鋅溶液中的乙酸鋅與步驟（1）中的殼聚糖的質(zhì)量比為1:4；（3）將殼聚糖醋酸溶膠滴入乙酸鋅溶液中，攪拌混勻，在常溫條件下進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10-18h，得到絡(luò)合后的產(chǎn)物；（4）繼續(xù)在常溫條件下，以60r/min-180r/min的速度向絡(luò)合后的產(chǎn)物中加入稀堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8-12，然后用去離子水沖洗產(chǎn)物直至洗液為中性，將產(chǎn)物經(jīng)0.45μm的玻璃纖維膜過濾，再在60-70℃的干燥箱內(nèi)干燥，將產(chǎn)物粉碎，得到改性殼聚糖載...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郜玉楠，孫美喬，周歷濤，
申請(專利權(quán))人：沈陽建筑大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21