CN104028226A - 一种水稻秸秆吸附材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水稻秸秆吸附材料的制备方法,它是选用成熟的水稻秸秆,经过清洗、捣碎、烘干或晒干、磨粉、过筛,得到水稻秸秆粉末;再将粉末浸泡在去离子水中,加入活化好的淀粉酶分解水稻秸秆粉末中多余淀粉;再加入NaOH溶液反应,后用稀HCl溶液中和,再过滤、晾干;将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀,重新浸泡在去离子水中反应一段时间,后经清洗、烘干,即得到一种水稻秸秆吸附材料。该水稻秸秆吸附材料的制备工艺流程简捷、耗时短;原料丰富,价格低廉,且对环境友好;对废水中重金属离子具有良好的吸附能力。
Description
技术领域
本发明属于环保新型产品的开发与应用领域,涉及一种处理重金属废水的水稻秸秆吸附材料及制备方法,在环境保护领域具有广泛的应用前景。
背景技术
随着电镀、印染、制革等工业活动越来越广泛,给我们生活带来许多便利的同时,也将产生大量的重金属污染,重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化,使有害性降低或解除。而重金属很难在环境中降解。这些重金属废水进入环境或生态系统后,可通过食物链进行转移、积累、放大,对人类和生物造成极大的危害。
目前常用来处理含重金属废水的方法有还原沉淀法、钡盐法、电解还原法等,这些方法存在试剂量大、处理成本高、易造成二次污染等问题,相比之下,吸附处理方法具有成本低廉、不易造成二次污染等优点,是一种具有发展前景的废水重金属处理方法。
我国作为一个农业大国,作物秸秆产量很大,特别是水稻秸秆的产量,2013 年中国稻谷播种面积预计为3048 万公顷,水稻秸秆产量达40000 多万吨,但在水稻秸秆综合利用方面,其大部分被焚烧或废弃,既浪费资源又污染环境。水稻秸秆中含有丰富的纤维素,纤维素链中的葡萄糖基环上的羟基可以进行酯化,酶化和共聚反应,因此可将水稻秸秆通过酯化、醚化或螯合等反应引入具有酸性、碱性或螯合性质的基团,改性制备成一种低成本的重金属吸附材料,水稻秸秆吸附材料将大大提高水稻秸秆的利用效率,并具有以下优点:一是反应流程简捷、耗时短;二是原料丰富、价格低廉;三是对环境友好。
发明内容
本发明的目的是提供一种水稻秸秆吸附材料及其制备方法。该方法制备的吸附材料成本低廉、吸附量大、且不易造成二次污染。
为实现这一目的,本发明是通过如下技术方案实现的:
采用天然水稻秸秆作为纤维素的来源,通过酶化、酯化改性制备一种低成本吸附材料。
一种水稻秸秆吸附材料的制备方法,包括如下步骤:
⑴ 选用成熟的水稻秸秆,进行清洗、捣碎、烘干或晒干;
⑵ 将烘干或晒干的水稻秸秆磨成粉,并过70目筛,收集粉末;
⑶ 将收集的粉末浸泡在去离子水中,加入活化好的0.01-0.05mol/L的淀粉酶,在35-50℃条件下反应1-2小时;
⑷ 加入0.05-0.1mol/L的NaOH溶液,反应30-60分钟,再用稀HCl溶液中和;
⑸ 将⑷中所得液体过滤,再晾干;
⑹ 将⑸中所过滤晾干得到的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀,重新浸泡在去离子水中,在50℃条件下反应5-10小时;之后用去离子水或用95%的酒精清洗3-4次除去残留的离子液,洗净后在50℃的条件下烘干即得一种水稻秸秆吸附材料。
本发明具有下列优点和特性;
⑴ 与现有技术相比,采用酶降解的方式,将水稻秸秆中的淀粉进行酶解,过程简单高效,不破坏水稻秸秆的羟基和酚基官能团,保证有效吸附成分的含量;
⑵ 相对于传统的吸附剂,这种具有方法简单,成本低廉,环境友好等优点;
⑶ 这种吸附剂吸附效果优异,是一种优良的吸附重金属的吸附材料,具有广泛的应用前景。
具体实施方式
实施例一:
选用成熟的水稻秸秆,进行清洗、捣碎、烘干或晒干;将烘干或晒干的水稻秸秆磨成粉,并过70目筛,收集粉末;称取所得粉末50g浸泡在去离子水中,加入活化好的0.01mol/L淀粉酶溶液2mL,在35-50℃条件下反应1小时,然后加入10mL 的0.05mol/L NaOH溶液,反应50分钟,再用HCl溶液中和,把中和所得液体过滤,再晾干;将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新浸泡在去离子水中,在50℃条件下反应6小时,之后用去离子水清洗2-3次除去残留的离子液,再用95%的酒精清洗1-2次,洗净后放入50℃的电热恒温干燥箱中烘干即得一种水稻秸秆吸附材料。
实施例二:
选用成熟的水稻秸秆,进行清洗、捣碎、烘干或晒干;将烘干或晒干的水稻秸秆磨成粉,并过70目筛,收集粉末;称取所得粉末50g浸泡在去离子水中,加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液2mL,在35-50℃条件下反应2小时,然后加入10mL 的0.1mol/L NaOH溶液,反应50分钟,再用HCl溶液中和。把中和所得液体过滤,再晾干;将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新浸泡在去离子水中,在50℃条件下反应8小时,之后用去离子水清洗2-3次除去残留的离子液,再用95%的酒精清洗1-2次,洗净后放入50℃的电热恒温干燥箱中烘干即得一种水稻秸秆吸附材料。
实施例三:
选用成熟的水稻秸秆,进行清洗、捣碎、烘干或晒干,将烘干或晒干的水稻秸秆磨成粉,并过70目筛,收集粉末;称取所得粉末100kg打入3吨卫生储罐,并往罐中注入适量去离子水,加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液2L,在50℃条件下反应2小时,然后加入5L的 0.1mol/L NaOH溶液,反应1小时,再用HCl溶液中和,将中和所得液体用板框压缩机过滤,再晾干;将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新打入3吨卫生罐中,并注入去离子水,保持在50℃条件下反应8小时,之后用去离子水清洗3-4次除去残留的离子液,洗净后在50℃的温度下, 干燥烘干即得一种水稻秸秆吸附材料。
Claims (5)
1.一种水稻秸秆吸附材料的制备方法,其特征在于,该制备方法按以下步骤进行:
⑴ 选用成熟的水稻秸秆,进行清洗、捣碎、烘干或晒干;
⑵ 将烘干或晒干的水稻秸秆磨成粉,并过70目筛,收集粉末;
⑶ 将收集的粉末浸泡在去离子水中,加入活化好的淀粉酶,在35-50℃条件下反应1-2小时;
⑷ 加入0.05-0.1mol/L的NaOH溶液,反应30-60分钟,再用稀HCl溶液中和;
⑸ 将⑷中所得液体过滤,再晾干;
⑹ 将⑸中所过滤晾干得到的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀,重新浸泡在去离子水中,在50℃条件下反应5-10小时;之后用去离子水或用95%的酒精清洗3-4次除去残留的离子液,洗净后在50℃的条件下烘干即得一种水稻秸秆吸附材料。
2.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆吸附材料的制备方法,其特征在于,在步骤⑶中所用的淀粉酶的溶度为0.01-0.05mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆吸附材料的制备方法,其特征在于,在步骤⑷中所用的稀HCl溶液的质量分数低于15%。
4.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆吸附材料的制备方法,其特征在于,在步骤⑷中所处的温度控制在40-50℃范围内。
5.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆吸附材料的制备方法,其特征在于,在步骤⑸中,晾干是采用自然晾干的方式。
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PB01 | Publication | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140910 |