本發(fā)明涉及一種用于環(huán)境治理領(lǐng)域的功能高分子材料——吸附Cd²⁺離子樹(shù)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Cd²⁺離子樹(shù)脂的方法。

背景技術(shù)：

由于重金屬具有富集性及穩(wěn)定性，很難在環(huán)境中降解的特點(diǎn)，因此相對(duì)于其他污染，重金屬污染已經(jīng)成為威脅人類(lèi)發(fā)展的重大環(huán)境問(wèn)題。當(dāng)環(huán)境受到鎘污染后，鎘可在生物體內(nèi)富集，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體引起慢性中毒。鎘被人體吸收后，在體內(nèi)形成鎘硫蛋白，選擇性地蓄積肝、腎中。其中，腎臟可吸收進(jìn)入體內(nèi)近1/3的鎘，是鎘中毒的“靶器官”。其它臟器如脾、胰、甲狀腺和毛發(fā)等也有一定量的蓄積。由于鎘損傷腎小管，病者出現(xiàn)糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種操作工藝簡(jiǎn)單、吸附Cd²⁺能力強(qiáng)、吸附量高的樹(shù)脂產(chǎn)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(chēng)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(yīng)；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(yīng)瓶中混合均勻，加入一定量的引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀及一定量的交聯(lián)劑N，N＇-亞甲基雙丙烯酰胺溶液，攪拌使之均勻，通入氮?dú)猓徛訜?，使反?yīng)體系溫度逐步升高，聚合反應(yīng)發(fā)生在30-60℃之間，溫度繼續(xù)升高達(dá)到80℃時(shí)保溫1.5h，然后取出產(chǎn)物，經(jīng)烘干、粉碎即得吸附Cd²⁺樹(shù)脂。上述使用的引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀配制為的濃度為10mg/ml的溶液、交聯(lián)劑N，N＇-亞甲基雙丙烯酰胺配制為濃度為2.5mg/ml的溶液。

最佳條件下的產(chǎn)品在1000mlCd²⁺濃度為10ppm的溶液中對(duì)Cd²⁺的吸附量為37.23mg/g，在1000mlCd²⁺濃度為350ppm的溶液中對(duì)Cd²⁺的吸附量為1298 mg/g，去除率為96.31%。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

（1）羧甲基馬鈴薯淀粉易溶于水，在吸附Cd²⁺樹(shù)脂制備的過(guò)程中不需要傳統(tǒng)的淀粉糊化工藝，工藝流程簡(jiǎn)單易行；

（2）聚合反應(yīng)溫度低，可減少能量消耗，實(shí)用性強(qiáng)；

（3）產(chǎn)品對(duì)Cd²⁺的吸附效果好。

附圖說(shuō)明

圖1是羧甲基馬鈴薯淀粉與丙烯酰胺合成吸附Cd²⁺樹(shù)脂的工藝流程圖

圖2是引發(fā)劑用量對(duì)初始濃度為10ppm的Cd²⁺吸附量的影響曲線

圖3是交聯(lián)劑用量對(duì)初始濃度為10ppm的Cd²⁺吸附量的影響曲線

圖4是丙烯酰胺水解度對(duì)初始濃度為10ppm的Cd²⁺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初始濃度為10ppm的Cd²⁺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(zhì)量比初始濃度為10ppm的Cd²⁺吸附量的影響曲線

圖7是Cd²⁺的初始濃度對(duì)吸附量的影響曲線。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：稱(chēng)取25g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱(chēng)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(chēng)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6ml濃度為10mg/ml的過(guò)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?dú)?，緩慢加熱使反?yīng)體系溫度逐步升高，聚合反應(yīng)發(fā)生在35℃，待溫度上升到80℃時(shí)保溫1.5h，然后取出產(chǎn)物，經(jīng)烘干、粉碎得到吸附Cd²⁺樹(shù)脂，本實(shí)施例所制得的吸附Cd²⁺樹(shù)脂在1000mlCd²⁺濃度為10ppm的溶液中對(duì)Cd²⁺的吸附量為37.23mg/g，去除率為96.31%，在1000mlCd²⁺濃度為中350ppm的溶液對(duì)Cd²⁺的吸附量為1298 mg/g，去除率為96.31%。

實(shí)施例2：稱(chēng)取25g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱(chēng)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(chēng)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10mg/ml的過(guò)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?dú)?，緩慢加熱使反?yīng)體系溫度逐步升高，聚合反應(yīng)發(fā)生在39℃，待溫度上升到80℃時(shí)保溫1.5h，然后取出產(chǎn)物，經(jīng)烘干、粉碎得到吸附Cd²⁺樹(shù)脂，本實(shí)施例所制得的吸附Cd²⁺樹(shù)脂在1000mlCd²⁺濃度為10ppm的溶液中對(duì)Cd²⁺的吸附量為36.27mg/g，去除率,86.60%。

實(shí)施例3：稱(chēng)取25g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱(chēng)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(chēng)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10mg/ml的過(guò)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?dú)?，緩慢加熱使反?yīng)體系溫度逐步升高，聚合反應(yīng)發(fā)生在28℃，待溫度上升到80℃時(shí)保溫1.5h，然后取出產(chǎn)物，經(jīng)烘干、粉碎得到吸附Cd²⁺樹(shù)脂，本實(shí)施例所制得的吸附Cd²⁺樹(shù)脂在1000mlCd²⁺濃度為10ppm的溶液中對(duì)Cd²⁺的吸附量為34.93mg/g，去除率為85.73%。

實(shí)施例4：稱(chēng)取25g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱(chēng)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(chēng)取2.5g羧甲基馬鈴薯淀粉與55ml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10mg/ml的過(guò)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?dú)猓徛訜崾狗磻?yīng)體系溫度逐步升高，聚合反應(yīng)發(fā)生在29℃，待溫度上升到80℃時(shí)保溫1.5h，然后取出產(chǎn)物，經(jīng)烘干、粉碎得到吸附Cd²⁺樹(shù)脂，本實(shí)施例所制得的吸附Cd²⁺樹(shù)脂在1000mlCd²⁺濃度為10ppm的溶液中對(duì)Cd²⁺的吸附量為36.86mg/g，去除率為84.77%。

實(shí)施例5：稱(chēng)取15g丙烯酰胺，溶解于25ml去離子水中，稱(chēng)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(chēng)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10mg/ml的過(guò)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?dú)?，緩慢加熱使反?yīng)體系溫度逐步升高，聚合反應(yīng)發(fā)生在31℃，待溫度上升到80℃時(shí)保溫1.5h，然后取出產(chǎn)物，經(jīng)烘干、粉碎得到吸附Cd²⁺樹(shù)脂，本實(shí)施例所制得的吸附Cd²⁺樹(shù)脂在1000mlCd²⁺濃度為10ppm的溶液中對(duì)Cd²⁺的吸附量為34.09mg/g，去除率為81.95%。