一种吸附土壤中Cr的材料

摘要

本发明属于污染修复/治理领域，公开了一种吸附土壤中重金属Cr的聚合物材料及其合成方法。铬主要来自电镀、制革、铬渣等，是土壤和沉积物中常见的重金属污染物。现有吸附剂对Cr吸附能力普遍较小，因此，本申请提供了一种能够大量吸附土壤Cr的新材料。

说明书

技术领域

本发明属于污染修复/治理领域。

背景技术

本发明公开了一种吸附土壤中重金属Cr的聚合物材料及其合成方法。铬主要来自电镀、制革、铬渣等，是土壤和沉积物中常见的重金属污染物。现有吸附剂对Cr吸附能力普遍较小，因此，需要一种能够大量吸附土壤Cr的新材料。

发明内容

本申请是一种高效吸附土壤中Cr的新材料。

其结构式为

其制备方法如下：

1）三口烧瓶中，将顺丁烯二酸酐溶于乙醚，常温搅拌下缓慢滴加溶解有3-丁烯-1-胺的乙醚溶液，其中顺丁烯二酸酐与3-丁烯-1-胺摩尔比为1:1。滴加完毕后继续搅拌反应30min。过滤，用乙醚洗两次，干燥后得白色中间体。反应式如下：

2）玻璃反应器中，加入溶剂乙酸乙酯，以摩尔比1:1加入对二乙烯基苯和前述中间体，搅拌，将溶液以氮气脱气5分钟，然后加入0.15g偶氮二异丁腈引发剂，氮气流下，80℃加热搅拌24小时。冷却至室温，然后在乙醚中沉降，过滤，过滤得到的固体微粒使用乙醇洗涤3次。真空干燥，得到白色微粒。

3）上述100重量份白色微粒经加料口加入单螺杆挤出机中，控制口模温度 100℃，压力为 11 MPa。通过安装在挤出机机筒上的发泡剂注入口注入15重量份发泡剂液态二氧化碳。然后经直径 3 mm 的圆孔口模挤出、切粒、冷却得到产物发泡珠粒，产物用于吸附土壤中重金属Cr，具有较高的吸附容量。

具体实施方式：

实施例1(制备实验)：

1）100mL三口烧瓶中，将0.1 mol顺丁烯二酸酐 (99%，淄博齐翔腾达化工股份有限公司)溶于25mL乙醚，常温搅拌下缓慢滴加溶解有0.1 mol 3-丁烯-1-胺（97%，广东翁江化学试剂有限公司)的5 mL乙醚（99.5%，安徽金邦医药化工有限公司)溶液。滴加完毕后继续搅拌反应30min。过滤，用乙醚（10 mL)洗两次，干燥后得白色中间体。收率96.8％。中间体元素分析(％)计算值：C, 56.80; H, 6.55; N, 8.28; O, 28.37。测定值：C, 56.87; H, 6.51;N, 8.24; O, 28.38。IR(KBr，cm-1)：615、770、798、857、938、1002、1034、1114、1255、1303、1351、1411、1530、1637、1712、1845、1926、2162、2318、2549、2856、3082、3265。

2）250ml玻璃反应器中，加入100mL溶剂乙酸乙酯，0.05mol对二乙烯基苯(DVB，98％，郑州杰克斯化工产品有限公司，使用前先用中性氧化铝过滤除去阻聚剂)和0.05mol前述中间体，搅拌，将溶液以氮气脱气5分钟，然后加入0.15g偶氮二异丁腈(AIBN)引发剂，氮气流下，80℃加热搅拌24小时。冷却至室温，然后在乙醚中沉降，过滤，过滤得到的固体微粒使用乙醇洗涤3次。真空干燥，得到白色微粒。

3）上述100重量份白色微粒经加料口加入单螺杆挤出机中，控制口模温度 100℃，压力为 11 MPa。通过安装在挤出机机筒上的发泡剂注入口注入15重量份发泡剂液态二氧化碳。然后经直径 3 mm 的圆孔口模挤出、切粒、冷却得到产物发泡珠粒，收率94.8％。元素分析(％)计算值：C, 71.26; H, 8.31; N, 4.62; O, 15.82。测定值：C, 71.22; H, 8.38;N, 4.55; O, 15.85。附图1为本申请产物珠粒的FTIR结果。

产物结构式为

实施例2(Cr吸附实验)：

采集野外无污染土壤，为砂壤土，风干碾细后过2 mm筛。称取2 kg上述过筛的无污染土样，按照HJ491-2009 《土壤总铬的测定》测得土中总铬背景含量0.043 g Cr/kg土。

由于土壤中Cr主要有两种价态:Cr6+和Cr3+，其中Cr3+是Cr在土壤和沉积物中的主要存在形态，因此选择CrCl3(优级纯），碾磨粉碎加入上述过筛的土中，以Cr3+计算每kg土添加0.457g Cr3+/kg，混合均匀，并按照HJ491-2009 《土壤总铬的测定》测得土中总铬含量0.5±0.05 g Cr/kg土。然后称取1 kg上述含铬土样放入3 L锥形瓶中，然后加入1 L去离子水，最后加入1 g本申请产物发泡珠粒，室温下30 rpm振荡。60分钟后，停止震荡，手工取出全部发泡珠粒，风干发泡珠粒，然后按照HJ—749 2015《固体废物总铬的测定》检测风干的发泡珠粒的铬含量即吸附量，测得发泡珠粒对铬的吸附量为0.261 g铬/g珠粒。

附图说明：

附图1为本申请产物珠粒的FTIR结果。