CN107552009A - 一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法 - Google Patents
一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107552009A CN107552009A CN201710887644.0A CN201710887644A CN107552009A CN 107552009 A CN107552009 A CN 107552009A CN 201710887644 A CN201710887644 A CN 201710887644A CN 107552009 A CN107552009 A CN 107552009A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lignite
- humic acid
- magnetic
- water
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims abstract description 65
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 13
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229940056319 ferrosoferric oxide Drugs 0.000 claims abstract description 11
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005915 ammonolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 13
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 13
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 11
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3] WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 6
- FIKFOOMAUXPBJM-UHFFFAOYSA-N hepta-2,5-dienediamide Chemical class NC(=O)C=CCC=CC(N)=O FIKFOOMAUXPBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 3
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract description 4
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- CEKJAYFBQARQNG-UHFFFAOYSA-N cadmium zinc Chemical compound [Zn].[Cd] CEKJAYFBQARQNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical compound OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- DYUQAZSOFZSPHD-UHFFFAOYSA-N Phenylpropyl alcohol Natural products CCC(O)C1=CC=CC=C1 DYUQAZSOFZSPHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N Phytic acid Natural products OP(O)(=O)OC1C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 acrylic acid-sulfonated humic acid Chemical class 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015784 hyperosmotic salinity response Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229940068041 phytic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000467 phytic acid Substances 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供了一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法，是将褐煤经氧化氨解反应处理后，提取褐煤腐植酸，然后以亚硫酸钠为磺化剂对褐煤腐植酸进行磺化处理，之后以丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸为原料，采用水溶液聚合法合成了褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂，经干燥粉碎后与磁性三氧化四铁混合造粒，即得。本发明利用褐煤腐植酸的吸附解吸性能，将其与黑色纳米磁响应四氧化三铁混合造粒制备重金属吸附剂，吸附率高、分离效果好，可应用于含铜镉锌等各种重金属污染的吸附处理。
Description
技术领域
本发明属于农林业生产资料制备领域，具体涉及一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法。
技术背景
褐煤是煤化程度仅高于泥炭的低阶煤，其特点是水分高，碳含量低，氧含量高，发热量低，化学反应性强，机械强度低。褐煤与其他煤种的主要区别在于褐煤均不同程度地含有腐植酸，特别是原生腐植酸。腐植酸是一类由1个或多个稠环芳核，通过桥键连接组成的天然大分子混合物，是构成土壤腐殖质的主要成分，因腐植酸具有生物活性、离子交换性、亲水性、弱酸性、络合吸附性等被广泛应用在农林、农药、肥料等领域。
水分大是褐煤最显著的特征之一，褐煤中的水分在各类煤中是最高的，全水分一般可达到10%-40%，因其表面亲水基团--含氧官能团的存在，使褐煤具有复吸水性能。
保水剂是一种新型功能高分子材料，具有适度交联的三维网状结构，可吸收其自身质量上千倍的水。将保水剂与土壤混合，不仅能牢牢锁住雨水和灌溉用水，还可促进土壤团粒结构的形成，改善土壤透气性，但其成本较高、耐盐性较差限制了其在农业中的广泛应用。
田玉川、司马义·努尔拉等人在其《丙烯酸-磺化腐植酸吸水树脂的合成》一文中，采用发烟硫酸对腐植酸进行磺化，并以丙烯酸( AA)和磺化腐植酸(SHA)为原料，合成了高SHA含量的AA-SHA共聚物[P(AA-SHA)]吸水树脂。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法。
为实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：
一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，是将褐煤经氧化氨解反应处理后，提取褐煤腐植酸，然后以亚硫酸钠为磺化剂对褐煤腐植酸进行磺化处理，之后以丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸为原料，采用水溶液聚合法合成了褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂，经干燥粉碎后与磁性三氧化四铁混合造粒，即得。
具体工艺步骤如下：
（1）褐煤的氧化氨解反应：
将褐煤粉碎过60目筛，之后分别用自来水、去离子水漂洗杂质2-3次，之后将其置于气固液三相反应装置中，加入10%浓氨水和水，开动搅拌，升温至90-130℃后通入氧气，维持氧压在0.2-0.5MPa，在700-900r/min转速条件下，反应2-4小时，反应后经过滤、烘干获得氮改性褐煤；
（2）褐煤腐植酸的提取：
称取步骤（1）经处理后的褐煤样品，按1/10的比例加入质量分数1.5%的氢氧化钠溶液，在40-60℃恒温水浴中磁力搅拌0.5-2小时，之后以3500-4500r/min的转速离心分离，收集滤液，然后用去离子水洗涤残渣2-3次，合并上述滤液，滤液用盐酸调节pH至棕黑色沉淀析出，用布氏漏斗抽滤，用去离子水洗涤沉淀2-3次，滤饼于50-65℃鼓风机中干燥；
（3）磺化处理：
按固液比1：15，使用质量分数1.5%的氢氧化钠溶液将步骤（2）提取的褐煤腐植酸溶解，得到腐植酸钠溶液，在45-55℃条件下，按照磺化剂固液比1:10向上述溶液中加入亚硫酸钠，反应1-2小时，得到褐煤磺化腐植酸钠溶液；
（4）聚合反应制备高吸水树脂：
称取丙烯酰胺、交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺投入反应瓶中，调节pH至中性，在冰水浴条件下加入少量去离子水搅拌溶解，加入上述褐煤磺化腐植酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在0-5℃条件下缓慢加入丙烯酸，将引发剂过硫酸钾用去离子水溶解后加入到上述反应液中，通入N2，在温度35-45℃下磁力搅拌15-28分钟，之后开始升温75-85℃，直至生成胶团状物质无法搅拌时停止反应，制得褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂；
（5）合成四氧化三铁：
取0.1mol/L的FeSO4与适量碘单质按摩尔比1：2-3混合均匀，70-120℃预热，加入2mol/L的氨水，于70-120℃反应20-60分钟，生成黑色纳米磁响应四氧化三铁，将产物用磁铁分离，去离子水洗涤，反复若干次，去除杂质，备用；
（6）将上述高吸水树脂干燥、粉碎，与上述四氧化三铁混合均匀，加水充分搅拌，将混合料加入在造粒机中，制成颗粒状，置于干燥装置中充分干燥，即得到磁性可回收的土壤重金属吸附剂。
其中，丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸的质量比为2-3:1:1-2。
其中，所述的引发剂过硫酸钾的用量为单位总质量的1-3%。
其中，所述的交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺的用量为为单位总质量的2-5%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）褐煤直接使用时，其氮含量低(<1%)，C/N比高(通常>80)、酸性大，应用不当反而会阻碍作物生长，降低土壤氮素的有效性等，因此本发明首先对褐煤进行氧化氨解反应，提取褐煤腐植酸，在氧化剂的参与下褐煤分子的苯丙烷环状结构发生断裂，形成更多的羧基和羰基，提高褐煤腐植酸表面活性基团，使其复吸水性能提高。
（2）使用磺化剂亚硫酸钠对褐煤腐植酸进行磺化处理，提高其亲水性能，之后与高分子单体丙烯酸/丙烯酰胺接枝共聚，制备了褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂，具有耐盐性能强、吸水倍率高、吸水速率快等优点，腐植酸的加入提高了高吸水树脂的耐盐性能，另外腐植酸的活性基团对土壤中各种微量元素具有较强的络合能力及较高的吸附能力、刺激植物生长发育、改善土壤团粒结构和调节植物营养状况的功效。
（3）本发明利用褐煤腐植酸的吸附解吸性能，将其磺化处理后增强其物理吸附与化学交换能力，增大吸附量、吸附速率，将其与黑色纳米磁响应四氧化三铁混合造粒制备重金属吸附剂，吸附率高、分离效果好，可应用于含铜镉锌等各种重金属污染的吸附处理。
具体实施方式
一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，是将褐煤经氧化氨解反应处理后，提取褐煤腐植酸，然后以亚硫酸钠为磺化剂对褐煤腐植酸进行磺化处理，之后以丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸为原料，采用水溶液聚合法合成了褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂，经干燥粉碎后与磁性三氧化四铁混合造粒，即得。
具体工艺步骤如下：
（1）褐煤的氧化氨解反应：
将褐煤粉碎过60目筛，之后分别用自来水、去离子水漂洗杂质2次，之后将其置于气固液三相反应装置中，加入10%浓氨水和水，开动搅拌，升温至110℃后通入氧气，维持氧压在0.3MPa，在800r/min转速条件下，反应3小时，反应后经过滤、烘干获得氮改性褐煤；
（2）褐煤腐植酸的提取：
称取步骤（1）经处理后的褐煤样品，按1/10的比例加入质量分数1.5%的氢氧化钠溶液，在50℃恒温水浴中磁力搅拌1.5小时，之后以4000r/min的转速离心分离，收集滤液，然后用去离子水洗涤残渣2次，合并上述滤液，滤液用盐酸调节pH至棕黑色沉淀析出，用布氏漏斗抽滤，用去离子水洗涤沉淀3次，滤饼于60℃鼓风机中干燥；
（3）磺化处理：
按固液比1:15，使用质量分数1.5%的氢氧化钠溶液将步骤（2）提取的褐煤腐植酸溶解，得到腐植酸钠溶液，在50℃条件下，按照磺化剂固液比1:10向上述溶液中加入亚硫酸钠，反应1.5小时，得到褐煤磺化腐植酸钠溶液；
（4）聚合反应制备高吸水树脂：
称取丙烯酰胺、交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺投入反应瓶中，调节pH至中性，在冰水浴条件下加入少量去离子水搅拌溶解，加入上述褐煤磺化腐植酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在0-5℃条件下缓慢加入丙烯酸，将引发剂过硫酸钾用去离子水溶解后加入到上述反应液中，通入N2，在温度40℃下磁力搅拌20分钟，之后开始升温80℃，直至生成胶团状物质无法搅拌时停止反应，制得褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂；
（5）合成四氧化三铁：
取0.1mol/L的FeSO4与适量碘单质按摩尔比1：2-3混合均匀，70-120℃预热，加入2mol/L的氨水，于70-120℃反应20-60分钟，生成黑色纳米磁响应四氧化三铁，将产物用磁铁分离，去离子水洗涤，反复若干次，去除杂质，备用；
（6）将上述高吸水树脂干燥、粉碎，与上述四氧化三铁混合均匀，加水充分搅拌，将混合料加入在造粒机中，制成颗粒状，置于干燥装置中充分干燥，即得到磁性可回收的土壤重金属吸附剂。
其中，丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸的质量比为2-3:1:1-2。
其中，所述的引发剂过硫酸钾的用量为单位总质量的1-3%。
其中，所述的交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺的用量为为单位总质量的2-5%。
Claims (5)
1.一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，是将褐煤经氧化氨解反应处理后，提取褐煤腐植酸，然后以亚硫酸钠为磺化剂对褐煤腐植酸进行磺化处理，之后以丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸为原料，采用水溶液聚合法合成了褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂，经干燥粉碎后与磁性三氧化四铁混合造粒，即得。
2.根据权利要求书1所述的磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：
（1）褐煤的氧化氨解反应：
将褐煤粉碎过60目筛，之后分别用自来水、去离子水漂洗杂质2-3次，之后将其置于气固液三相反应装置中，加入10%浓氨水和水，开动搅拌，升温至90-130℃后通入氧气，维持氧压在0.2-0.5MPa，在700-900r/min转速条件下，反应2-4小时，反应后经过滤、烘干获得氮改性褐煤；
（2）褐煤腐植酸的提取：
称取步骤（1）经处理后的褐煤样品，按1/10的比例加入质量分数1.5%的氢氧化钠溶液，在40-60℃恒温水浴中磁力搅拌0.5-2小时，之后以3500-4500r/min的转速离心分离，收集滤液，然后用去离子水洗涤残渣2-3次，合并上述滤液，滤液用盐酸调节pH至棕黑色沉淀析出，用布氏漏斗抽滤，用去离子水洗涤沉淀2-3次，滤饼于50-65℃鼓风机中干燥；
（3）磺化处理：
按固液比1：15，使用质量分数1.5%的氢氧化钠溶液将步骤（2）提取的褐煤腐植酸溶解，得到腐植酸钠溶液，在45-55℃条件下，按照磺化剂固液比1:10向上述溶液中加入亚硫酸钠，反应1-2小时，得到褐煤磺化腐植酸钠溶液；
（4）聚合反应制备高吸水树脂：
称取丙烯酰胺、交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺投入反应瓶中，调节pH至中性，在冰水浴条件下加入少量去离子水搅拌溶解，加入上述褐煤磺化腐植酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在0-5℃条件下缓慢加入丙烯酸，将引发剂过硫酸钾用去离子水溶解后加入到上述反应液中，通入N2，在温度35-45℃下磁力搅拌15-28分钟，之后开始升温75-85℃，直至生成胶团状物质无法搅拌时停止反应，制得褐煤磺化腐植酸基高吸水树脂；
（5）合成四氧化三铁：
取0.1mol/L的FeSO4与适量碘单质按摩尔比1：2-3混合均匀，70-120℃预热，加入2mol/L的氨水，于70-120℃反应20-60分钟，生成黑色纳米磁响应四氧化三铁，将产物用磁铁分离，去离子水洗涤，反复若干次，去除杂质，备用；
（6）将上述高吸水树脂干燥、粉碎，与上述四氧化三铁混合均匀，加水充分搅拌，将混合料加入在造粒机中，制成颗粒状，置于干燥装置中充分干燥，即得到磁性可回收的土壤重金属吸附剂。
3.根据权利要求书1、2所述的一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，丙烯酸、丙烯酰胺和褐煤磺化腐植酸的质量比为2-3:1:1-2。
4.根据权利要求书2所述的一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的引发剂过硫酸钾的用量为单位总质量的1-3%。
5.根据权利要求书2所述的一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺的用量为为单位总质量的2-5%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710887644.0A CN107552009A (zh) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710887644.0A CN107552009A (zh) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107552009A true CN107552009A (zh) | 2018-01-09 |
Family
ID=60982924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710887644.0A Pending CN107552009A (zh) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107552009A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108554367A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-09-21 | 华东理工大学 | 一种制备磁性纳米铁氧化物颗粒吸附剂的方法 |
| CN110624514A (zh) * | 2019-10-22 | 2019-12-31 | 新疆大学 | 一种提高腐植酸对金属离子吸附量的方法 |
| CN111116260A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-08 | 浙江丰瑜生态科技股份有限公司 | 含腐殖酸的水溶性肥料及其制备方法 |
| CN111647173A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-11 | 四川师范大学 | 磺化腐植酸及其制备方法、复配改性腐植酸吸附剂、应用及应用方法 |
| CN113368823A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-09-10 | 辽宁工程技术大学 | 一种磁改性褐煤吸附材料及其制备方法和应用 |
| CN115745675A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 山东农业大学 | 一种利用烟气脱硫产物和磁性金属/碳量子点高效活化褐煤腐植酸的方法 |
| CN116651403A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-08-29 | 西华师范大学 | 一种腐植酸修饰胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101077843A (zh) * | 2006-05-26 | 2007-11-28 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 具有缓释肥料功能的纳米复合保水剂及其制备方法 |
| CN102352256A (zh) * | 2011-07-29 | 2012-02-15 | 长春工业大学 | 一种耐盐碱功能型保水剂及其制备方法 |
| CN105188970A (zh) * | 2012-11-30 | 2015-12-23 | 英洁克达环境有限责任公司 | 土壤修复组合物 |
| CN105709699A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-06-29 | 华中科技大学 | 一种土壤重金属吸附剂及其制备方法 |
| CN105820017A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-03 | 四川施利旺农业科技开发有限公司 | 一种改良盐碱地土壤的生态土壤调理剂及制备方法 |
| CN107022164A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-08 | 李军 | 一种凹凸棒土增强的抗盐型高吸水树脂膜及其制备方法 |
-
2017
- 2017-09-27 CN CN201710887644.0A patent/CN107552009A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101077843A (zh) * | 2006-05-26 | 2007-11-28 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 具有缓释肥料功能的纳米复合保水剂及其制备方法 |
| CN102352256A (zh) * | 2011-07-29 | 2012-02-15 | 长春工业大学 | 一种耐盐碱功能型保水剂及其制备方法 |
| CN105188970A (zh) * | 2012-11-30 | 2015-12-23 | 英洁克达环境有限责任公司 | 土壤修复组合物 |
| CN105709699A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-06-29 | 华中科技大学 | 一种土壤重金属吸附剂及其制备方法 |
| CN105820017A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-03 | 四川施利旺农业科技开发有限公司 | 一种改良盐碱地土壤的生态土壤调理剂及制备方法 |
| CN107022164A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-08 | 李军 | 一种凹凸棒土增强的抗盐型高吸水树脂膜及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 戴和武等: "褐煤氧化氨解反应提取腐殖酸", 《褐煤利用技术》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108554367A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-09-21 | 华东理工大学 | 一种制备磁性纳米铁氧化物颗粒吸附剂的方法 |
| CN110624514A (zh) * | 2019-10-22 | 2019-12-31 | 新疆大学 | 一种提高腐植酸对金属离子吸附量的方法 |
| CN110624514B (zh) * | 2019-10-22 | 2022-08-02 | 新疆大学 | 一种提高腐植酸对金属离子吸附量的方法 |
| CN111116260A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-08 | 浙江丰瑜生态科技股份有限公司 | 含腐殖酸的水溶性肥料及其制备方法 |
| CN111116260B (zh) * | 2020-01-03 | 2021-09-10 | 浙江丰瑜生态科技股份有限公司 | 含腐殖酸的水溶性肥料及其制备方法 |
| CN111647173A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-11 | 四川师范大学 | 磺化腐植酸及其制备方法、复配改性腐植酸吸附剂、应用及应用方法 |
| CN113368823A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-09-10 | 辽宁工程技术大学 | 一种磁改性褐煤吸附材料及其制备方法和应用 |
| CN115745675A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 山东农业大学 | 一种利用烟气脱硫产物和磁性金属/碳量子点高效活化褐煤腐植酸的方法 |
| CN115745675B (zh) * | 2022-11-14 | 2024-03-15 | 山东农业大学 | 一种利用烟气脱硫产物和磁性金属/碳量子点高效活化褐煤腐植酸的方法 |
| CN116651403A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-08-29 | 西华师范大学 | 一种腐植酸修饰胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法 |
| CN116651403B (zh) * | 2023-06-27 | 2024-05-07 | 西华师范大学 | 一种腐植酸修饰胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107552009A (zh) | 一种磁性可回收的土壤重金属吸附剂及其制备方法 | |
| CN107602780A (zh) | 一种褐煤腐植酸基高吸水树脂型农林保水剂及其制备方法 | |
| CN107556490A (zh) | 一种抗高温抗盐褐煤腐植酸接枝共聚降滤失剂及其制备方法 | |
| CN111495318B (zh) | 氨基嫁接改造专用猪粪炭、制备方法及其在农田退水氮回用方面的应用 | |
| CN107794048A (zh) | 一种凹凸棒石/褐煤复配吸附型土壤增氧剂及其制备方法 | |
| Gao et al. | Synthesis and characterization of agricultural controllable humic acid superabsorbent | |
| CN105000558A (zh) | 一种在废酸中直接制取活性炭的方法 | |
| CN106984282A (zh) | 一种巯基木质纤维素‑蒙脱土复合的磁性生物质吸附剂的制备方法 | |
| CN103011970A (zh) | 一种具有保水保肥多功能腐植酸肥料的制造方法 | |
| CN111644158A (zh) | 一种用于去除溶液中磷酸盐的炭基吸附剂 | |
| CN116328734B (zh) | 一种同步移除土壤重金属镉砷复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN103130965A (zh) | 一种腐植酸型高吸水树脂及其制备方法 | |
| CN109896722A (zh) | 一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法 | |
| CN116144370A (zh) | 一种盐碱地改良剂及其制备方法和在改良盐碱地中的应用 | |
| CN105903448A (zh) | 一种纳晶纤维素磁性粒子吸附剂的制备方法 | |
| CN114522672B (zh) | 一种用于抗生素吸附的生物质功能材料及其制备方法 | |
| CN114524910B (zh) | 一种耐光照耐盐水耐用型腐植酸抗旱保水剂的制备方法 | |
| CN112934947B (zh) | 一种矿业废弃地的生态修复方法 | |
| CN111170809A (zh) | 一种石墨烯土壤改良剂及其制备方法 | |
| CN113083246B (zh) | 一种tempo氧化修饰秸秆纤维材料及制备方法和应用 | |
| CN114768760A (zh) | 一种利用尾菜叶提取腐殖酸钾并制备铁碳复合材料的方法及应用 | |
| CN114920606B (zh) | 基于改性小麦秸秆的吸附型可降解保墒缓释肥的制备方法 | |
| CN114276218B (zh) | 一种提高花生根中白藜芦醇提取率的方法 | |
| CN114042439B (zh) | 含铀废水吸附剂及其制备方法 | |
| CN116459801A (zh) | 一种壳聚糖基吸附材料及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180109 |