以马铃薯淀粉为原料氧化、碱糊化及接枝聚合一锅法制备吸附Hg2+离子树脂的方法与流程

本发明涉及一种用于环境治理领域的功能高分子材料—吸附Hg²⁺离子树脂的制备方法，特别是指以双氧水、马铃薯淀粉、氢氧化钠、丙烯酸为主要原料一锅法制备吸附Hg²⁺离子树脂的方法。

背景技术：

由于重金属具有富集性及稳定性，很难在环境中降解的特点，因此相对于其他污染，重金属污染已经成为威胁人类发展的重大环境问题。各种汞化合物的毒性差别很大。无机汞中的升汞是剧毒物质；有机汞中的苯基汞分解较快，毒性不大，而甲基汞进入人体很容易被吸收，不易降解，排泄很慢，特别是容易在脑中积累，毒性最大。汞中毒以慢性为多见，主要发生在生产活动中，长期吸入汞蒸气和汞化合物粉尘所致。以精神-神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状。大剂量汞蒸气吸入或汞化合物摄入即发生急性汞中毒。对汞过敏者，即使局部涂沫汞油基质制剂，亦可发生中毒。

本申请首次将氧化碱糊化后的马铃薯淀粉与去除阻聚剂的丙烯酸及其钠盐一锅法合成吸附Hg²⁺离子树脂。本申请很好地省略了氧化马铃薯淀粉的分离、洗涤、烘干等步骤，并且不需要加入引发剂，针对Hg²⁺离子的吸附进行合成条件及性能研究，所得吸附Hg²⁺离子树脂。当Hg²⁺离子初始浓度为1μg/L时，最高吸附量达到4.986μg/g去除率高达99.72%。由于本发明工艺简单，合成成本低，对Hg²⁺离子的吸附量高，因此具有很大的实用价值及应用推广前景。

技术实现要素：

本发明提供了一种工艺简单、合成成本低、对Hg²⁺离子吸附容量高的吸附Hg²⁺离子树脂产品及其制备方法。

其方法及步骤如下：

（1）.将马铃薯淀粉与去离子水按1:5的质量比混合，加入马铃薯淀粉质量0.977倍的30%的过氧化氢并且在50℃条件下氧化1.5h；氧化完毕后称取马铃薯淀粉质量0.25倍的氢氧化钠，并以氢氧化钠质量4倍的水溶解，搅拌下将配制好的氢氧化钠溶液滴加到上述氧化马铃薯淀粉溶液中；称取马铃薯淀粉质量8倍的丙烯酸，称取丙烯酸质量0.278倍的氢氧化钠，并以氢氧化钠质量2.5倍的去离子水溶解氢氧化钠，在冰水浴冷却下用上述氢氧化钠溶液中和丙烯酸制得丙烯酸及其钠盐溶液；

（2）.将上述氧化碱糊化后的马铃薯淀粉与中和后的丙烯酸及其钠盐溶液充分混合，加入含有马铃薯淀粉质量0.0050倍的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺做交联剂，搅拌使之均匀，通入氮气，缓慢加热，使反应体系温度逐步升高，待聚合开始后，停止搅拌，继续缓慢加热，在90℃下保温2h，经烘干、粉碎即得吸附Hg²⁺离子树脂。最佳产品1g在1μg/L的Hg²⁺溶液中的最高吸附量达到4.986μg/g，去除率高达99.72%。

如上所述，本发明中和丙烯酸所用的碱为氢氧化钠、丙烯酸均去除阻聚剂后使用。

本发明的优点：

（1）本发明采用一锅法制备吸附Hg²⁺离子树脂，工艺简单、易于操作；

（2）树脂合成时无需加入引发剂即可聚合，不会引入杂质，成本低；

（3）过氧化氢分解产物为水，无污染，同时产品对Hg²⁺离子吸附性能优良；

附图说明

图1是制备吸附Hg²⁺离子树脂的工艺流程图

图2是丙烯酸中和度对Hg²⁺离子吸附量的影响

图3是30%的过氧化氢用量对Hg²⁺离子吸附量的影响

图4是交联剂用量对Hg²⁺离子吸附量的影响

图5是马铃薯淀粉与丙烯酸的配比对Hg²⁺离子吸附量的影响。

具体实施方式

实施例1：称取5g马铃薯淀粉与25ml去离子水在搅拌下混合均匀，加入4.4mL30%的双氧水在50℃下氧化1.5h，将温度降到室温，搅拌下加入1.25g氢氧化钠溶于5mL去离子水制得的氢氧化钠溶液，继续搅拌0.5h；量取40g(38.1ml)丙烯酸，称取11.11g氢氧化钠溶解于27.8ml去离子水制得氢氧化钠溶液，用上述制得的氢氧化钠溶液在冰水浴冷却下中和丙烯酸制得丙烯酸及其钠盐溶液，将丙烯酸及其钠盐溶液与氧化马铃薯淀粉溶液充分混合均匀，加入10.0ml浓度为2.5mg/ml的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺溶液,在氮气保护下，缓慢加热使体系温度逐步升高，待聚合反应开始后停止搅拌，在90℃下保温2h,产物经烘干、粉碎即得产品，由本实施例所制得的吸附Hg³⁺离子树脂在1μg/L的Hg²⁺离子溶液中的吸附量为4.986μg/g，去除率高达99.72%。

实施例2：称取5g马铃薯淀粉与25ml去离子水在搅拌下混合均匀，加入4.0mL30%的双氧水在50℃下氧化1.5h，将温度降到室温，搅拌下加入1.25g氢氧化钠溶于5mL去离子水制得的氢氧化钠溶液，继续搅拌0.5h；量取40g(38.1ml)丙烯酸，称取11.11g氢氧化钠溶解于27.8ml去离子水制得氢氧化钠溶液，用上述制得的氢氧化钠溶液在冰水浴冷却下中和丙烯酸制得丙烯酸及其钠盐溶液，将丙烯酸及其钠盐溶液与氧化马铃薯淀粉溶液充分混合均匀，加入10.0ml浓度为2.5mg/ml的N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺溶液,在氮气保护下，缓慢加热使体系温度逐步升高，待聚合反应开始后停止搅拌，在90℃下保温2h,产物经烘干、粉碎即得产品，由本实施例所制得的吸附Hg³⁺离子树脂在1μg/L的Hg²⁺离子溶液中的吸附量为4.832μg/g。