CN104275160B - 桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法 - Google Patents

桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104275160B
CN104275160B CN201410596290.0A CN201410596290A CN104275160B CN 104275160 B CN104275160 B CN 104275160B CN 201410596290 A CN201410596290 A CN 201410596290A CN 104275160 B CN104275160 B CN 104275160B
Authority
CN
China
Prior art keywords
eucalyptus
calcium chloride
hour
chloride compound
compound adsorbent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410596290.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104275160A (zh
Inventor
陆燕勤
何昭菊
张华�
朱丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201410596290.0A priority Critical patent/CN104275160B/zh
Publication of CN104275160A publication Critical patent/CN104275160A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104275160B publication Critical patent/CN104275160B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/046—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing halogens, e.g. halides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法。（1）将桉树原料清洗、干燥、粉碎过30目筛。（2）按桉树粉末:CaCl2的质量比为1:(2~4)分别称取后放于容器中，按1g桉树粉末加10mL去离子水的比例加入去离子水，搅拌混匀后置于80℃的恒温振荡器浸渍4-7小时，振速为120-180r·min-1。（3）在80℃烘干8-12小时，放入500-700℃温度的马弗炉中，恒温40-80分钟。（4）用体积百分比为10%的盐酸浸泡12-14小时；再用去离子水洗涤直至洗涤液pH为6-8。（5）将产物放到110℃的电热鼓风干燥箱中烘8-12小时至恒重，冷却后粉碎过100目筛，即得到桉树-氯化钙复合吸附剂。本发明工艺简单，费用低，原料丰富，经过工艺控制，大幅提高了吸附材料对重金属的吸附性能，能广泛应用于重金属污染水处理中。

Description

桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法
技术领域
本发明属于废物资源化利用和水处理技术领域，涉及一种桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法，特别利用桉树废弃物作为主要材料，经过工艺控制，研究了桉树-氯化钙复合吸附剂的最佳制备方法。
背景技术
重金属是一种可在生物体内蓄积的有毒元素，随着工业的发展，重金属污染受到广泛重视，重金属进入环境后会在生物链中累积和富集，且不能被生物降解，可长期潜伏在环境中，并伴随食物链进入人体严重危害生命健康。目前去除水中重金属的方法主要有：膜分离法、化学沉淀法、离子交换树脂法、电解法、微生物法和吸附法，其中吸附法由于其具有不产生二次污染，可再生回收等优点而备受重视。目前，最常用的吸附剂有活性炭和改性纤维素等，但是大多吸附剂因成本高或是生产工艺复杂而限制其应用。
活性炭是用以含碳为主的物质作为原料，经过高温炭化或者活化之后形成的。经过一系列的工序处理后，在活性炭的碳晶格间就会形成很多形状与大小不同的发达细孔，而吸附作用则主要发生在这些细孔表面上。重金属离子在活性炭表面的吸附位为活性炭表面的阳离子，金属离子通过取代活性炭表面的阳离子而发生吸附，所以通过将金属阳离子Ca2+负载到活性炭表面，可以提高活性炭的吸附性能。而且氯化钙是一种化学吸附剂，可以吸附氨气等污染物，为解决其吸氨过程中的膨胀结块和性能衰减，可以以氯化钙和桉树木屑为原料，利用炭化造孔的方法制备复合吸附剂。
目前，国内外的研究者们已研究了许多以农林废弃物（如杉树、椰子壳等植物壳）为原料制备的活性炭。木质材料通过炭化可形成具有多孔结构的炭材料，该材料经过特殊表面处理即可具有很强吸附活性，可应用于水体净化，改善居住环境，电磁波屏蔽等环境保护等领域。
桉树生长速度快、木材密度高，是世界三大速生树种之一。截至2010年，广西种植桉树的面积已高达2400万亩，木材来源非常大。目前对桉树的利用主要集中在制纸浆、造纤维和胶合板上，且主要利用桉树主干材，对桉树根部以及分枝以上部分通常丢弃或作为柴火，这些部分作为可再生性废弃物资源，如果处理不当，不仅会造成资源浪费，更会形成污染，给环境保护带来压力，不利于生态环境的可持续发展。另外，桉树木材具有不同尺度范围的有序多孔的特殊解剖结构，纹孔膜和纹孔塞的存在，使得纹孔不是一种天然的开孔，通过适宜温度的浸渍处理可以方便地将木材中导管孔的浸填体组织去除，大幅度增加桉树木材内部结构的三维网络连通性，同时提高产物的网络连通性，利于制备木屑氯化钙复合多孔吸附材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种以桉树、氯化钙为原料，制备桉树-氯化钙复合吸附剂的方法，通过人工控制制备工艺，合成具有选择性吸附性能的复合重金属吸附剂，对其进行物相与结构、成分组成以及形貌特征实验表征，并应用于水环境有毒重金属Cr元素的吸附处理实验，是一种廉价和环境友好材料，为桉树木材利用提供一种新方法、新途径。
具体步骤为：
（1）将桉树原料清洗、干燥、粉碎过30目筛备用。
（2）按桉树粉末:CaCl2的质量比为1:(2-4)分别称取步骤（1）所得的桉树粉末和CaCl2放于容器中，按1g桉树粉末加10mL去离子水的比例加入去离子水，搅拌混匀，将混匀的料液置于80℃的恒温振荡器浸渍4-7小时，振速为120-180r·min-1。
（3）将步骤（2）所得产物在80℃烘干8-12小时，放入马弗炉中，从室温升至500-700℃，升温速率为10℃·min-1，恒温40-80分钟。
（4）将步骤（3）所得产物用体积百分比为10%的盐酸浸泡12-14小时；再用去离子水洗涤直至洗涤液pH为6-8。
（5）将步骤（4）所得产物放到110℃的电热鼓风干燥箱中烘8-12小时至恒重，再放到干燥器中冷却，冷却后粉碎过100目筛，即得到桉树-氯化钙复合吸附剂，存放于干燥皿中，以进行产品性能分析。
本发明工艺简单易行，制备过程费用低廉，由于利用桉树木材为主要原材料，材料易得，经过工艺控制，大大提高了吸附材料对重金属的吸附性能，所得的产品可广泛应用于重金属污染水处理中。
附图说明
图1为本发明实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的红外光谱图（FI-IR）。
图2为本发明实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的X射线衍射图（XRD）。
图3为本发明实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的扫描电子显微镜镜检图，a1：桉树原料放大250倍扫描；a2：桉树-氯化钙复合吸附剂放大250倍扫描；b1：桉树原料放大1000倍扫描；b2：桉树-氯化钙复合吸附剂放大1000倍扫描。
图4为本发明不同pH值条件下，实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的对六价铬吸附去除率变化图。
图5为本发明不同初始浓度条件下，实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的对六价铬吸附去除率变化图。
图6为本发明不同投加量条件下，实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的对六价铬吸附去除率变化图。
图7为本发明不同吸附时间条件下，实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的对六价铬吸附去除率变化图。
具体实施方式
实施例：
一、桉树-氯化钙复合吸附剂的制备：
（1）将桉树原料清洗、干燥、粉碎过30目筛备用。
（2）按桉树粉末:CaCl2的质量比为1:2-4分别称取步骤（1）所得的桉树粉末和CaCl2放于容器中，按1g桉树粉末加10mL去离子水的比例加入去离子水，搅拌混匀，将混匀的料液置于80℃的恒温振荡器浸渍5小时，振速为150r·min-1。
（3）将步骤（2）所得产物在80℃烘干10小时，放入马弗炉中，从室温升至500-700℃（炭化温度），升温速率为10℃·min-1，恒温40-80分钟（炭化时间）。
（4）将步骤（3）所得产物用体积百分比为10%的盐酸浸泡13小时；再用去离子水洗涤直至洗涤液pH为7。
（5）将步骤（4）所得产物放到110℃的电热鼓风干燥箱中烘10小时至恒重，再放到干燥器中冷却，冷却后粉碎过100目筛，即得到桉树-氯化钙复合吸附剂，存放于干燥皿中，以进行产品性能分析。
桉树-氯化钙复合吸附剂的物相与结构、成分组成以及形貌特征采用傅立叶变换红外光谱仪（STA-449C，470FT-IR）、X射线衍射仪（XRD，D8ADVANCE）、扫描电子显微镜（SEM，JSM-6380LV）进行观察测试。
各实施例的具体工艺条件与所得样品的得率、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和铬吸附值见表1。
。
结合各吸附值综合考虑，得出制备桉树-氯化钙复合吸附剂的最优条件为实施例3，桉树粉末:CaCl2的质量比为1:2、炭化温度700℃、炭化时间80分钟。
二、pH值对桉树-氯化钙复合吸附剂吸附Cr(VI)影响：
（1）用移液管分别移取50mL初始浓度为150mg·L-1的含Cr(VI)溶液编号装瓶于100mL塑料离心管中备用。
（2）用HCl和NaOH分别调节待处理液pH值为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。
（3）每瓶待处理液中分别加入0.1g实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂，加塞后以150r·min-1的振荡速度进行恒温水浴振荡，吸附时间为12小时，温度控制在35℃。
（4）取步骤（3）产物离心、过滤，使用紫外线分光光度法测定滤液吸光度，获得在不同PH值条件下桉树-氯化钙复合吸附剂对含Cr(VI)废水的吸附效果，如图4所示。
三、初始浓度和时间对桉树-氯化钙复合吸附剂吸附Cr(VI)影响：
（1）用移液管分别移取50mL初始浓度为50、100、150、200、250、300、350、400mg·L-1的含Cr(VI)溶液编号装瓶于100mL塑料离心管中备用。
（2）用HCl和NaOH分别调节待处理液pH值为2。
（3）每瓶待处理液中分别加入0.1g实施例3制得桉树-氯化钙复合吸附剂，加塞后以150r·min-1的振荡速度进行恒温水浴振荡，吸附时间为12小时，温度控制在25、35、45℃。
（4）取步骤（3）产物离心、过滤，使用紫外线分光光度法测定滤液吸光度，获得在不同初始浓度和温度条件下桉树-氯化钙复合吸附剂对含Cr(VI)废水的吸附效果，如图5所示。
四、投加量对桉树-氯化钙复合吸附剂吸附Cr(VI)影响：
（1）用移液管分别移取50mL初始浓度为300mg·L-1的含Cr(VI)溶液编号装瓶于100mL塑料离心管中备用。
（2）用HCl和NaOH分别调节待处理液pH值为2。
（3）每瓶待处理液中分别加入0.025、0.05、0.075、0.1、0.125、0.15、0.2g实施例3制得桉树-氯化钙复合吸附剂，加塞后以150r·min-1的振荡速度进行恒温水浴振荡，吸附时间为12小时，温度控制在35℃。
（4）取步骤（3）产物离心、过滤，使用紫外线分光光度法测定滤液吸光度，获得在不同投加量条件下桉树-氯化钙复合吸附剂对含Cr(VI)废水的吸附效果，如图6所示。
五、吸附时间对桉树-氯化钙复合吸附剂吸附Cr(VI)影响：
（1）用移液管分别移取50mL初始浓度为150mg·L-1的含Cr(VI)溶液编号装瓶于100mL塑料离心管中备用。
（2）用HCl和NaOH分别调节待处理液pH值为2。
（3）每瓶待处理液中分别加入0.1g实施例3制得桉树-氯化钙复合吸附剂，加塞后以150r·min-1的振荡速度进行恒温水浴振荡，吸附时间分别为0.1、0.2、0.3、0.5、1、1.5、3、6、9、12小时，温度控制在25、35、45℃。
（4）取步骤（3）产物离心、过滤，使用紫外线分光光度法测定滤液吸光度，获得在不同吸附时间条件下桉树-氯化钙复合吸附剂对含Cr(VI)废水的吸附效果，如图7所示。

Claims (1)

1.一种桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将桉树原料清洗、干燥、粉碎过30目筛备用；
（2）按桉树粉末:CaCl2的质量比为1:2-4分别称取步骤（1）所得的桉树粉末和CaCl2放于容器中，按1g桉树粉末加10mL去离子水的比例加入去离子水，搅拌混匀，将混匀的料液置于80℃的恒温振荡器浸渍4-7小时，振速为120-180r·min-1；
（3）将步骤（2）所得产物在80℃烘干8-12小时，放入马弗炉中，从室温升至500-700℃，升温速率为10℃·min-1，恒温40-80分钟；
（4）将步骤（3）所得产物用体积百分比为10%的盐酸浸泡12-14小时；再用去离子水洗涤直至洗涤液pH为6-8；
（5）将步骤（4）所得产物放到110℃的电热鼓风干燥箱中烘8-12小时至恒重，再放到干燥器中冷却，冷却后粉碎过100目筛，即得到桉树-氯化钙复合吸附剂。
CN201410596290.0A 2014-10-30 2014-10-30 桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法 Active CN104275160B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410596290.0A CN104275160B (zh) 2014-10-30 2014-10-30 桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410596290.0A CN104275160B (zh) 2014-10-30 2014-10-30 桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104275160A CN104275160A (zh) 2015-01-14
CN104275160B true CN104275160B (zh) 2016-06-29

Family

ID=52250792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410596290.0A Active CN104275160B (zh) 2014-10-30 2014-10-30 桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104275160B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113976135B (zh) * 2021-11-18 2023-09-22 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种含铬废水处理方法、含铬催化剂及制备方法、应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3511401A (en) * 2000-04-10 2001-10-11 Rosario Adamo Improved coffin
CN1569324A (zh) * 2004-04-29 2005-01-26 上海交通大学 氯化钙－活性炭混合吸附剂
CN101721983B (zh) * 2010-01-14 2012-01-04 上海交通大学 利用农业废弃物制备复合吸附剂的方法
CN102258976B (zh) * 2011-05-20 2013-01-02 桂林理工大学 一种桉树遗态Fe2O3/Fe3O4复合重金属吸附剂的制备方法
CN102755878B (zh) * 2012-07-27 2014-04-09 福州赛孚玛尼环保科技有限公司 一种净化用木屑材料的化学改性方法
CN103449431B (zh) * 2013-07-27 2016-02-24 石台县三旺炭业有限公司 一种利用树叶制备活性炭的方法
CN103447002A (zh) * 2013-08-06 2013-12-18 国家电网公司 一种用于脱除氢氰酸的活性炭改性方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104275160A (zh) 2015-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102258976B (zh) 一种桉树遗态Fe2O3/Fe3O4复合重金属吸附剂的制备方法
CN105236507B (zh) 利用β‑环糊精壳聚糖与核桃壳生物炭复合的吸附剂去除废水中的六价铬的方法
CN103865552B (zh) 一种基于农林废弃物制备生物炭的方法及生物炭
Fabbricino et al. An environmental friendly cycle for Cr (III) removal and recovery from tannery wastewater
Román et al. Suitability of hydrothermal carbonization to convert water hyacinth to added-value products
CN102527347B (zh) 一种磁性壳聚糖/阳离子表面活性剂改性沸石吸附剂及其制备方法和应用
CN104289188B (zh) 一种均苯四甲酸二酐改性香蕉皮吸附剂的制备
CN102895957B (zh) 一种毛竹遗态Fe2O3/Fe3O4复合重金属吸附剂的制备方法
Mohammed Decolorisation of biologically treated palm oil mill effluent (POME) using adsorption technique
CN102626607A (zh) 剩余活性污泥吸附剂的制备方法及其应用
CN104667874B (zh) 羟基磷灰石改性桉木结构复合重金属吸附剂的制备方法
CN106732375A (zh) 一种粘土矿物质改性生物炭的制备方法及其应用
Ahmed Application of raw and activated Phragmites australis as potential adsorbents for wastewater treatments
CN104387533B (zh) 一种高吸水树脂及其制备方法
CN103480336B (zh) 一种改性生物质活化焦脱汞吸附剂及其制备方法
Swamy et al. Fast adsorptive removal of methylene blue dye from aqueous solution onto a wild carrot flower activated carbon: isotherms and kinetics studies
CN104326471A (zh) 一种甘草废渣制备活性炭的方法
CN103480330A (zh) 一种吸附焦化废水的生物质改性吸附剂及其制备方法和应用
CN106237985A (zh) 一种秸秆基选择性除汞材料及其制备方法和应用
CN104772123A (zh) 一种制备胺基改性木屑吸附剂的方法及其应用
CN103657602A (zh) 生物吸附剂、制备方法及其去除废水中亚甲基蓝染料的用途
CN103301811A (zh) 一种生物质炭吸附剂的制备方法及其处理含油废水的方法
CN104801285A (zh) 一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法
CN104275160B (zh) 桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法
CN104445499A (zh) 以柿叶为原料的金属吸附剂吸附和回收重金属镉的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20150114

Assignee: Guangxi Yifang Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Assignor: GUILIN University OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2022450000525

Denomination of invention: Preparation of Eucalyptus Calcium Chloride Composite Adsorbent

Granted publication date: 20160629

License type: Common License

Record date: 20221229

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract