CN103495375A - 一种可再生绿色环保材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种可再生绿色环保材料及其制备方法和应用，将动物骨在500～650℃煅烧除去有机成分并形成多孔结构，然后取出烧制品空冷，即得可再生绿色环保材料。该环保材料包括将动物骨煅烧后得到的孔隙率为42～51.5%的多孔密质骨和孔隙率为75～85%的多孔松质骨，其主要成分是晶粒尺寸为100～300nm的羟基磷灰石。该环保材料能够应用于处理废水中的重金属离子。使用时将该环保材料投入到废水中，对废水进行处理即可。该环保材料可再生性强、绿色节能环保，其制备方法简单、成本低、适合工业化生产，能充分利用废弃动物骨资源、降低环境污染，对重金属离子的吸附率高达90.1%以上，具有广阔的应用前景。

Description

一种可再生绿色环保材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于环保材料领域，具体涉及一种可再生绿色环保材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业的发展，含有毒重金属的废水对生态环境危害极大。重金属废水主要来自矿山坑道排水、废石场淋滤水、选矿场尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗废水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水及电解等各种工业。它们进入环境后，不能被生物降解，大都参与食物链循环，并在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害人体健康。重金属废水常用处理方法归结起来包括：沉淀法、氧化还原法、气浮法、电解法、生物法、蒸发和凝固法、离子交换法、吸附法、溶剂萃取法、液膜法、反渗透和电渗析法等。[黄继国,张永祥,吕斯濠.重金属废水处理技术综述[J].世界地质,1999,18(4):83-86.]

一般来说，废（污）水处理步骤包含三级处理：一级处理是通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理是生化处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理，它包括营养物的去除、某些超标离子的降低和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。对于含有大量有毒重金属离子的污（废）水，三级深度处理是其重要环节，而在此环节中，其关键的是需要寻找一种成本低、绿色环保、可再生且能有效吸附重金属离子的材料。

近年来，人们在寻觅各种治理重金属废水材料的过程中，普遍认为人工合成材料包括酚醛树脂、聚苯乙烯-二乙烯苯基、多孔陶瓷等主要存在成本高、资源浪费大、可再生程度低以及污染环境等不足，同时也逐渐发现生物质材料是一种能有效处理重金属废水且成本相对低、可再生性强的理想重金属废水治理材料。工业废液排放前经过生物质材料处理后，还可以减少对环境的污染。生物质材料是指任何可再生的或可循环的有机质材料，包括专用的能源作物与能源林木，粮食作物和饲料作物残留物，树木和木材废弃物及残留物，各种水生植物、草、残留物、纤维和动物废弃物、城市垃圾和其它废弃材料等。其中，目前动物废弃物备受关注，其主要是使用某些动物废弃物中的甲壳素、壳聚糖衍生物、皮革胶原纤维等成分。实际上，若直接使用含这些成分的动物废弃物去除重金属离子，虽成本低，但其去除效率不高；若采用提取方法，获得甲壳素、壳聚糖衍生物、皮革胶原纤维等成分，虽去除重金属离子的效率明显增加，但成本也大大提高了。

近年来，有学者研究发现，人工合成磷灰石材料可高效去除废水中重金属离子，去除率可达90%以上[尹贻芬.纳米羟基磷灰石的制备和表征及其对重金属离子吸附行为的研究[D].济南大学硕士学位论文，2010]。这表明磷灰石成分是有效去除废水中重金属离子的重要物质，其主要原理是磷灰石成分通过离子吸附与表面络合机理有效吸附废水中的Zn²⁺、Cd²⁺等重金属离子。然而，在过去人工合成磷灰石一直是作为一种具有高生物活性的生物医用材料而被广泛应用，其市售价格大致5～20元/克，属于一种价格高昂的医用产品，这显然不适合于污水处理应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可再生绿色环保材料及其制备方法和应用，本发明提供的可再生绿色环保材料具有成本低、废物再生利用、绿色环保的优点，能够用于含有毒重金属离子的废水处理方面，且其制备方法简单。

为达到上述目的，本发明的采用技术方案为：

一种可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将动物骨在500～650℃的温度下煅烧以除去有机成分并形成多孔结构，煅烧完成后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

所述的煅烧时间为3～6h。

根据所述的可再生绿色环保材料的制备方法制得的可再生绿色环保材料，包括将动物骨煅烧后得到的多孔密质骨和多孔松质骨，其主要成分为羟基磷灰石，其中羟基磷灰石晶粒尺寸为100～300nm，多孔密质骨的孔隙率为42%～51.5%，多孔松质骨的孔隙率为75%～85%。

所述的多孔密质骨形成有宏孔和纳米孔，其中宏孔的尺寸为10～40μm，纳米孔的尺寸为80～200nm；所述的多孔松质骨也形成有宏孔和纳米孔，其中宏孔的尺寸为300μm～1100μm，纳米孔的尺寸为80～200nm。

所述的可再生绿色环保材料在处理废水中重金属离子的应用。

利用所述的可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

将可再生绿色环保材料投入到废水中，然后对废水进行处理，直至废水中的重金属离子浓度达到排放要求，其中可再生绿色环保材料与废水的料液比为m，0<m≤10.0g/L。

所述废水中初始时的重金属离子浓度小于等于1000mg/L。

所述废水的初始pH值为4.5～9.5。

所述的处理废水是在20～38℃的温度下进行的。

所述处理废水的时间为1～24h。

进一步的，所述的动物骨来源于废弃或收集的包含牛、羊、猪、狗等家畜的骨头，鸡、鸭、鹅等家禽的骨头，以及其他各种哺乳类动物的骨头。

进一步的，所述的可再生绿色环保材料还包含Na、Mg，K，Sr等微量元素。

进一步的，所述的可再生绿色环保材料对重金属离子的吸附率大于等于90.10%；所述的重金属离子包括Zn²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺等。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供的可再生绿色环保材料的制备方法，直接将动物骨在500～650℃下煅烧以除去有机成分并形成多孔结构，然后空冷，即得到高比表面积的可再生绿色环保材料，该制备方法工艺简单，操作简便，成本低，经一步煅烧工艺即得到目标产物，煅烧过程产生的副产品（CO₂和H₂O）易处理，适于工业化大规模生产，且作为原料的动物骨来源广泛、价格低廉，将动物骨加工成可再生绿色环保材料能够充分利用废弃动物骨资源、发挥其市场效益。

本发明提供的可再生绿色环保材料，是由动物骨煅烧后得到的，包括多孔密质骨和多孔松质骨，其主要成分为羟基磷灰石，且羟基磷灰石晶粒尺寸为100～300nm，本发明提供的可再生绿色环保材料具有高比表面积，多孔密质骨的孔隙率为42%～51%，多孔松质骨的孔隙率为75%～85%。本发明提供的可再生绿色环保材料具有绿色节能环保、高效吸附有毒重金属离子、降低二次污染、可再生性强等优势，能够代替人工合成的多孔磷灰石陶瓷作为治理含有重金属离子的废水的材料，不仅对来源广泛的废弃动物骨予以充分利用，降低环境污染，而且具有良好的重金属离子吸附效果和废水处理能力，在废水污水处理行业中有广阔的应用前景。

本发明提供的可再生绿色环保材料的绿色环保及可再生意义主要体现在以下几个方面：第一，本发明提供的可再生绿色环保材料能够避免其它废水污水处理材料在处理废水污水时可能引起的二次环境污染；第二，本发明提供的可再生绿色环保材料以动物骨为原料，仅采用简单适宜的煅烧工艺即可成为最终产品，煅烧过程产生的副产品（CO₂和H₂O）易处理，不仅容易工业化，且过程极其简单；第三，本发明提供的可再生绿色环保材料无毒无味无腐蚀作用，具有良好的化学稳定性，经废水污水处理后可再生利用，多次利用失效后还可经过简单工艺加工制成磷肥使用。

本发明提供的利用可再生绿色环保材料处理废水的方法工艺简单，操作简便，直接将可再生绿色环保材料投入到废水中对废水进行振荡处理，直至废水中的重金属离子浓度达到排放要求即可，对Zn²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺等重金属离子的吸附率高达90.10%以上，具有良好的重金属离子吸附效果和废水处理能力，在废水污水处理行业中有广阔的应用前景。

附图说明

图1是牛骨煅烧后的实物图，其中a为多孔密质骨，b为多孔松质骨；

图2是牛骨煅烧后的SEM图，其中a为多孔密质骨，b为多孔松质骨；

图3是牛骨煅烧后的XRD图，其中a为标准磷灰石PDF卡片，b为多孔松质骨，c为多孔密质骨。

具体实施方式

本发明提供的可再生绿色环保材料，包括将动物骨煅烧后得到的多孔密质骨和多孔松质骨，其主要成分为羟基磷灰石，还包含Na、Mg，K，Sr等微量元素，其中羟基磷灰石晶粒尺寸为100～300nm，多孔密质骨的孔隙率为42%～51.5%，多孔松质骨的孔隙率为75%～85%；多孔密质骨中的宏孔的尺寸为10～40μm，纳米孔的尺寸80～200nm；多孔松质骨中的宏孔的尺寸为300μm～1100μm，纳米孔的尺寸80～200nm；可再生绿色环保材料对Zn²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺重金属离子的吸附率高达90.10%以上。所述的动物骨来源于废弃或收集的包含牛、羊、猪、狗等家畜的骨头，鸡、鸭、鹅等家禽的骨头，以及其他各种哺乳类动物的骨头。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将牛骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为500℃，煅烧时间为6h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔牛松质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为85%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.0722g经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Pb²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为4.5的Pb(NO₃)₂溶液中（将Pb(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Pb(NO₃)₂溶液的料液比m=0.722g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Pb(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在25℃下振荡处理10h。处理后Pb(NO₃)₂溶液的pH值为8.6，剩余Pb²⁺的浓度为1.78mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨对重金属离子Pb²⁺的吸附率为91.09%。

实施例2：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将牛骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为650℃，煅烧时间为3h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔牛松质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为83.8%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.0753g经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Pb²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为6.0的Pb(NO₃)₂溶液中（将Pb(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Pb(NO₃)₂溶液的料液比m=0.753g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Pb(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在38℃下振荡处理1.0h。处理后Pb(NO₃)₂溶液的pH值为8.7，剩余Pb²⁺的浓度为0.94mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨对重金属离子Pb²⁺的吸附率为95.3%。

实施例3：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将牛骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为600℃，煅烧时间为3h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔牛松质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为81.3%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.0693g经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Zn²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为6.0的Zn(NO₃)₂溶液中（将Zn(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Zn(NO₃)₂溶液的料液比m=0.693g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Zn(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在25℃下振荡处理10h。处理后Zn(NO₃)₂溶液的pH值为8.2，剩余Zn²⁺的浓度为0.88mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨对重金属离子Zn²⁺的吸附率为95.58%。

实施例4：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将牛骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为600℃，煅烧时间为3h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔牛松质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为82.9%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.1178g经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Mn²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为5.0的Mn(NO₃)₂溶液中（将Mn(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Mn(NO₃)₂溶液的料液比m=1.178g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Mn(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在25℃下振荡处理5h。处理后Mn(NO₃)₂溶液的pH值为7.7，剩余Mn²⁺的浓度为1.68mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨对重金属离子Mn²⁺的吸附率为91.59%。

实施例5：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将牛骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为600℃，煅烧时间为3h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔牛松质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为80.3%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.0752g经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Cu²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为5.7的Cu(NO₃)₂溶液中（将Pb(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Cu(NO₃)₂溶液的料液比m=0.752g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Cu(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在25℃下振荡处理10h。处理后Cu(NO₃)₂溶液的pH值为8.2，剩余Cu²⁺的浓度为0.32mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨对重金属离子Cu²⁺的吸附率为98.40%。

实施例6：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将牛骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为600℃，煅烧时间为3h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔牛松质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为81.5%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.045g经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Cu²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为7.5的Cu(NO₃)₂溶液中（将Pb(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Cu(NO₃)₂溶液的料液比m=0.45g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Cu(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在25℃下振荡处理5h。处理后Cu(NO₃)₂溶液的pH值为9.6，剩余Cu²⁺的浓度为0.06mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔牛松质骨对重金属离子Cu²⁺的吸附率为99.69%。

实施例7：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将牛骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为600℃，煅烧时间为6h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔牛密质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为51.5%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.483g经上述煅烧操作得到的块状多孔牛密质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Pb²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为5.0的Pb(NO₃)₂溶液中（将Pb(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Pb(NO₃)₂溶液的料液比m=4.38g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Pb(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在25℃下振荡处理5h。处理后Pb(NO₃)₂溶液的pH值为9.9，剩余Pb²⁺的浓度为1.64mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔牛密质骨对重金属离子Pb²⁺的吸附率为91.79%。

实施例8：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将猪骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为600℃，煅烧时间为6h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔猪密质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为47.5%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.586g经上述煅烧操作得到的块状多孔猪密质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Pb²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为5.0的Pb(NO₃)₂溶液中（将Pb(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Pb(NO₃)₂溶液的料液比m=5.86g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Pb(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在25℃下振荡处理24h。处理后Pb(NO₃)₂溶液的pH值为8.5，剩余Pb²⁺的浓度为1.24mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔猪密质骨对重金属离子Pb²⁺的吸附率为93.80%。

实施例9：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将鸡骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为600℃，煅烧时间为6h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔鸡密质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为42.1%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.0642g经上述煅烧操作得到的块状多孔鸡密质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Pb²⁺初始浓度为20mg/L、初始pH值为9.5的Pb(NO₃)₂溶液中（将Pb(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Pb(NO₃)₂溶液的料液比m=0.642g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Pb(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在25℃下振荡处理24h。处理后Pb(NO₃)₂溶液的pH值为10.4，剩余Pb²⁺的浓度为1.98mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔鸡密质骨对重金属离子Pb²⁺的吸附率为90.10%。

实施例10：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将羊骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为550℃，煅烧时间为5h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔羊松质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为75%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取1g经上述煅烧操作得到的块状多孔羊松质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Zn²⁺初始浓度为1000mg/L、初始pH值为7.0的Zn(NO₃)₂溶液中（将Zn(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Zn(NO₃)₂溶液的料液比m=10g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Zn(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在20℃下振荡处理20h。处理后Zn(NO₃)₂溶液的pH值为8.4，剩余Zn²⁺的浓度为97.2mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔羊松质骨对重金属离子Zn²⁺的吸附率为90.28%。

实施例11：

可再生绿色环保材料的制备方法，其具体步骤为：

将鸭骨和鹅骨置入马弗炉中煅烧以除去有机成分，其中煅烧温度为650℃，煅烧时间为4h，然后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

经上述煅烧操作得到的多孔鸭密质骨和多孔鹅密质骨，其主要成分为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，孔隙率为42%。

利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其具体步骤为：

截取0.8g经上述煅烧操作得到的块状多孔鸭密质骨和多孔鹅密质骨（可再生绿色环保材料），放入100ml Mn²⁺初始浓度为500mg/L、初始pH值为8.0的Mn(NO₃)₂溶液中（将Pb(NO₃)₂溶液作为废水），其中投放的可再生绿色环保材料与Mn(NO₃)₂溶液的料液比m=8g/L，然后将盛有可再生绿色环保材料的Mn(NO₃)₂溶液倒入锥形瓶中，将锥形瓶封好后置于水浴恒温振荡器中，在30℃下振荡处理15h。处理后Mn(NO₃)₂溶液的pH值为9.8，剩余Mn²⁺的浓度为36.25mg/L。经上述煅烧操作得到的块状多孔鸭密质骨和多孔鹅密质骨对重金属离子Mn²⁺的吸附率为92.75%。

图1是牛骨煅烧后的实物图，其中a为多孔密质骨，b为多孔松质骨。图2是牛骨煅烧后的SEM图，其中a为多孔密质骨，b为多孔松质骨（致密部分）。由图1和图2可以看出，从宏观上看，多孔松质骨质地疏松，富含有很多宏孔，孔隙率和比表面积大；而多孔密质骨质地致密，孔隙率和比表面积小。从微观上看，多孔松质骨的致密部分由纳米颗粒组成，颗粒形貌均匀，粒径分布窄，并形成有很多细小的纳米孔；而多孔密质骨由纳米颗粒和纳米短棒组成，粒径分布较宽，并形成有微米级的宏孔和很多细小的纳米孔。

图3是牛骨煅烧后的XRD图谱，其中a为标准磷灰石PDF卡片，b为多孔松质骨，c为多孔密质骨。从图3可以看出，将牛骨煅烧后得到的多孔松质骨和多孔密质骨，其XRD谱线均与标准磷灰石PDF卡片（PDF72-1243）吻合，基本没有杂质峰，说明煅烧后得到的多孔松质骨和多孔密质骨的主要成分均为羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，且纯度较高。

Claims (10)

1.一种可再生绿色环保材料的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：

将动物骨在500～650℃的温度下煅烧以除去有机成分并形成多孔结构，煅烧完成后取出烧制品，在空气中冷却，即得到可再生绿色环保材料。

2.根据权利要求1所述的可再生绿色环保材料的制备方法，其特征在于：所述的煅烧时间为3～6h。

3.根据权利要求1或2所述的可再生绿色环保材料的制备方法制得的可再生绿色环保材料，其特征在于：包括将动物骨煅烧后得到的多孔密质骨和多孔松质骨，其主要成分为羟基磷灰石，其中羟基磷灰石晶粒尺寸为100～300nm，多孔密质骨的孔隙率为42%～51.5%，多孔松质骨的孔隙率为75%～85%。

4.根据权利要求3所述的可再生绿色环保材料，其特征在于：所述的多孔密质骨形成有宏孔和纳米孔，其中宏孔的尺寸为10～40μm，纳米孔的尺寸为80～200nm；所述的多孔松质骨也形成有宏孔和纳米孔，其中宏孔的尺寸为300μm～1100μm，纳米孔的尺寸为80～200nm。

5.权利要求3所述的可再生绿色环保材料在处理废水中重金属离子的应用。

6.一种利用权利要求3所述的可再生绿色环保材料处理废水的方法，其特征在于，其具体步骤为：

将可再生绿色环保材料投入到废水中，然后对废水进行处理，直至废水中的重金属离子浓度达到排放要求，其中可再生绿色环保材料与废水的料液比为m，0<m≤10.0g/L。

7.根据权利要求6所述的利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其特征在于：所述废水中初始时的重金属离子浓度小于等于1000mg/L。

8.根据权利要求6或7所述的利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其特征在于：所述废水的初始pH值为4.5～9.5。

9.根据权利要求6所述的利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其特征在于：所述的处理废水是在20～38℃的温度下进行的。

10.根据权利要求6或9所述的利用可再生绿色环保材料处理废水的方法，其特征在于：所述处理废水的时间为1～24h。

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