CN102631889A - 凤眼莲吸附材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凤眼莲吸附材料及其制备方法。其制备步骤为：首先将新鲜去根的凤眼莲置于含有硫代硫酸钠的水中浸泡，然后向上述溶液中不断加入甲醇和乙酸，保持15～30d后，待凤眼莲近似淤化程度时烘干并装入层析柱，再经乙酸、延胡索酸和酮戊二酸洗涤后置于十八烷基三甲基溴化铵溶液中浸泡，然后在氮气保护和高温条件下炭化后冷却至室温，最后研磨即可。本发明通过微生物作用在使吸附剂表面性能得到改善后，使其附含多羟基、多羧基化合物，制备方法新颖独到。
Description
技术领域
本发明涉及一种凤眼莲吸附材料及其制备方法，属于材料制备领域。
背景技术
凤眼莲，俗称水葫芦、水浮莲，原产于巴西，浮水或生于泥土中。其叶色翠绿偏深，茎叶悬垂于水上，须根发达，繁殖能力强，当其覆盖在整个湖面时会阻碍其他植物的光合作用，威胁生态平衡。虽如此，但其实际上亦是美化环境、净化水质的良好植物。
通常，吸附材料的改性仅有碱泡、酸化及温度活化等几种方式。中国科学院沈阳应用生态研究所提出的“改性秸秆材料对重金属的吸附能分析”中阐述了其对秸秆材料的改性，主要是将各种农作物秸秆中含有的大量纤维素成分经过烘干、粉碎，并在强碱溶液中化学改性后与丙烯酸类单体物质接枝聚合，从而形成高分子的强吸水性胶体，此吸附材料含有大量羧基和亲水基团，具备吸附重金属离子的性能，为重金属污染水体治理和修复提供了一种新的技术思路。又如公开号为CN586711，名称为“铝改性硅胶吸附剂材料及其制备方法”公开的一种气体吸附剂技术，是将无机纤维纸浸渍在水玻璃中，并放入溶有铝盐和稀酸的溶液中搅拌，12-24h后取出试纸晾干后采用程序升温即可得到改性的硅胶吸附材料。具有吸附量大，除湿效率高，使用寿命长等有优点。虽然如此，但是通过微生物作用来改变吸附剂表面性能的制备方法在文献方面还未见报道。
发明内容
本发明围绕新的吸附材料的制备，提供了一种新的通过微生物的作用来改变吸附剂表面性能的方法，由此法制得的吸附材料，孔径仅1.5nm,比表面积达到2000m2/g以上，具有超强的吸附能力，且来源广、使用范围广、制备容易、可大量投入生产等特点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种凤眼莲吸附材料及其制备方法，其特征在于：
（1）采集新鲜凤眼莲，去根，放入盛有水的半敞开式容器中浸泡，加入少量硫代硫酸钠，使水体中溶解氧维持在0.3～0.5mg/L，处于兼氧状态；
（2）往容器中不断加入甲醇和乙酸溶液，产生产氢产甲烷细菌，改变其表面性能；
（3）保持上述兼氧状态15～30d后，取出近似淤化的凤眼莲叶，在103°C～110°C的条件下烘干至恒重；
（4）将烘干后的固体物质装入层析柱，并依次用乙酸、延胡索酸、酮戊二酸反复洗涤，然后用十八烷基三甲基溴化铵溶液浸泡；
（5）在氮气保护条件下，于真空度为0.02～0.04Mpa、温度为600°C～800°C条件下进行炭化，4～5小时冷却至室温；
（6）研磨，即可得到富含多羟基、多羧基功能基极性化的凤眼莲吸附材料。
本发明所具有的创新点是：
1、 通过微生物的作用来改变吸附剂表面性能的制备方法。
2、 使多羟基、多羧基与强极性物质互相杂化，共同促进了固体物质表面的极性性能。
具体实施方式：
首先，采集新鲜凤眼莲，去根后置于含有少量硫代硫酸钠的半敞开式容器中浸泡，使水体中的溶解氧维持在0.3～0.5mg/L之间，然后往容器中不断加入甲醇和乙酸溶液，使其产生产氢产甲烷细菌，改变其表面性能；再保持上述兼氧状态15～30d后，取出近似淤化的凤眼莲叶，在103°C～110°C的条件下烘干至恒重；然后将其装入层析柱，依次用乙酸、延胡索酸、酮戊二酸反复洗涤后置于十八烷基三甲基溴化铵溶液中浸泡；之后再在氮气保护条件下，于真空度为0.02～0.04Mpa、温度为600°C～800°C的条件下炭化，等待4～5小时使其冷却至室温；最后，研磨，即可得到富含多羟基、多羧基功能基极性化的凤眼莲吸附材料。
实例1：
首先，采集新鲜凤眼莲，去根后置于含有少量硫代硫酸钠的半敞开式容器中浸泡，使水体中的溶解氧维持在0.3mg/L，然后往容器中不断加入甲醇和乙酸溶液，使其产生产氢产甲烷细菌，改变其表面性能；再保持上述兼氧状态15d后，取出近似淤化的凤眼莲叶，在103°C的条件下烘干至恒重；然后将其装入层析柱，依次用乙酸、延胡索酸、酮戊二酸反复洗涤后置于十八烷基三甲基溴化铵溶液中浸泡；之后再在氮气保护条件下，于真空度为0.02MPa、温度为600°C的条件下炭化，等待4小时使其冷却至室温；最后，研磨，即可得到富含多羟基、多羧基功能基极性化的凤眼莲吸附材料。
在100mL的烧杯中加入60mL含有铬和氨氮的制革废水，然后加入经过上述方法制成的凤眼莲吸附剂，常温下震荡20分钟，可观察到杯中的污水样本逐渐变得清澈透明，经测定，吸附率高达为99.1%。
实例2：
首先，采集新鲜凤眼莲，去根后置于含有少量硫代硫酸钠的半敞开式容器中浸泡，使水体中的溶解氧维持在0.5 mg/L，然后往容器中不断加入甲醇和乙酸溶液，使其产生产氢产甲烷细菌，改变其表面性能；再保持上述兼氧状态30d后，取出近似淤化的凤眼莲叶，在110°C的条件下烘干至恒重；然后将其装入层析柱，依次用乙酸、延胡索酸、酮戊二酸反复洗涤后置于十八烷基三甲基溴化铵溶液中浸泡；之后再在氮气保护条件下，于真空度为0.04MPa、温度为800°C的条件下炭化，等待5小时使其冷却至室温；最后，研磨，即可得到富含多羟基、多羧基功能基极性化的凤眼莲吸附材料。
在100mL的烧杯中加入50mL含有硫化物的工业废水，然后加入经过上述方法制成的凤眼莲吸附剂，常温下震荡15分钟，可观察到杯中的污水样本逐渐变得清澈透明，经测定，吸附率高为99.1%。
实例3：
首先，采集新鲜凤眼莲，去根后置于含有少量硫代硫酸钠的半敞开式容器中浸泡，使水体中的溶解氧维持在0.4mg/L，然后往容器中不断加入甲醇和乙酸溶液，使其产生产氢产甲烷细菌，改变其表面性能；再保持上述兼氧状态24d后，取出近似淤化的凤眼莲叶，在108°C的条件下烘干至恒重；然后将其装入层析柱，依次用乙酸、延胡索酸、酮戊二酸反复洗涤后置于十八烷基三甲基溴化铵溶液中浸泡；之后再在氮气保护条件下，于真空度为0.03MPa、温度为700°C的条件下炭化，等待4小时使其冷却至室温；最后，研磨，即可得到富含多羟基、多羧基功能基极性化的凤眼莲吸附材料。
在100mL的烧杯中加入55mL含有PVA浆料和新型助剂的印染废水，然后加入经过上述方法制成的凤眼莲吸附剂，常温下震荡25分钟，可观察到杯中的污水样本逐渐变得清澈透明，经测定，吸附率高达为99.0%。
Claims (1)
1.一种凤眼莲吸附材料及其制备方法，其特征在于：
（1）采集新鲜凤眼莲，去根，放入盛有水的半敞开式容器中浸泡，加入少量硫代硫酸钠，使水体中溶解氧维持在0.3～0.5mg/L，处于兼氧状态；
（2）往容器中不断加入甲醇和乙酸溶液，产生产氢产甲烷细菌，改变其表面性能；
（3）保持上述兼氧状态15～30d后，取出近似淤化的凤眼莲叶，在103°C～110°C的条件下烘干至恒重；
（4）将烘干后的固体物质装入层析柱，并依次用乙酸、延胡索酸、酮戊二酸反复洗涤，然后用十八烷基三甲基溴化铵溶液浸泡；
（5）在氮气保护条件下，于真空度为0.02～0.04Mpa、温度为600°C～800°C条件下进行炭化，4～5小时冷却至室温；
（6）研磨，即可得到富含多羟基、多羧基功能基极性化的凤眼莲吸附材料。
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