改性木质素磺酸钙及其对氟离子(F-)的吸附研究

崔俊峰，赵可江，李宾宾，段文杰，王俊，赵亮

(河南省科学院化学研究所有限公司，河南 郑州 450002)

木质素广泛存在于自然界植物中[1]。其组成有丰富的官能团和碳(C)，可以对其进行改性以符合各种应用目的[2]，如磺化改性、接枝改性、聚合改性以及其它改性方法等，例如苏玲等利用木质素制备具有丰富孔结构的生物炭[3]，姜春杰等利用木质素制备了官能化的碳纳米管[4]，冼学权等制备了木质素基活性炭对染料废水进行处理[5]，王莹对木质素基水凝胶吸附重金属进行了研究等[6]。

氟在自然界中也是广泛分布，其在人体中主要分布在骨骼和牙齿中[7]。过量摄入氟可引起氟中毒，主要表现是关节疼痛、肌无力等。对氟的去除方法主要有离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、吸附法[8]。

本研究是利用聚乙二醇对木质素磺酸钙进行改性，制备了一种凝胶状材料，并对其进行了分析表征，测定了其吸附能力。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

木质素磺酸钙(LC),工业品；三亚乙基四胺(TETA)、过硫酸钾(KPS)、聚乙二醇(PEG-400)、碳酸氢钠均为分析纯。

郑州天纵T-1400ST管式炉；Bruker INVENIO红外光谱仪；SETARAM Labsys EVO热重分析仪；雷磁PHS-3E pH计；雷磁PF-2-01氟离子选择电极;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器。

1.2 制备方法

在20%PEG-400溶液中加入一定量的木质素，按质量比TETA∶LC=4∶1加入TETA，搅拌升温至70 ℃， 加入KPS，搅拌反应1 h，静置数小时后，加热至95 ℃并加入碳酸氢钠，制备出木质素基凝胶(LA)，清洗后备用。将剩余反应液继续蒸干至粘稠状，移至方形瓷坩埚，放入管式炉中，按设定程序升温至预定温度并保持2 h，同时一直用惰性气体N2作为保护气至冷却，试样(记为CLC)取出后经简单压碎、研磨待测。……