CN106268670A - 一种用橘子皮制备去除pm2.5生物吸附剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,它属于一种环保的原生态绿色生物吸附剂的生产方法。本发明主要是解决现有的去除PM2.5的技术存在着净化效果差、价格昂贵和易造成二次污染的技术问题。本发明的技术方案是:一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,具体步骤如下:(1)处理原料;(2)洗涤;(3)碱液浸泡:将洗涤至中性的重量份为1‑3份的橘子皮放入重量份为3‑12份的pH=12的NaOH溶液中,浸泡20min‑60min;(4)漂洗;(5)酸水解;(6)漂洗至中性;(7)二次酸水解;(8)漂洗至中性;(9)烘干至恒重;(10)粉碎:将干燥后的橘子皮用粉碎机粉碎成40‑60目的颗粒,即得到目标物。
Description
技术领域
本发明涉及一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,它属于一种环保的原生态绿色生物吸附剂的生产方法。
背景技术
近年来,随着科技的飞速发展,人们生活水平不断提高,但空气污染却越来越严重,其中最主要的就是PM2.5的严重超标。煤的燃烧、石油产品的燃烧、建筑行业、城市废弃物的燃烧、热电厂、道路与轮胎的相互作用、建筑的拆建、飞机、轮船、城市废弃物燃烧、热电厂、室内生物质燃烧、吸烟和做饭等都会产生大量的粉尘颗粒物,致使PM2.5浓度增加,导致空气中的有害物质无论是从数量上还是种类上不断增加,并引起人们的一系列不适症状。研究表明,PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害,包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死亡。
我国目前对PM2.5的研究刚刚起步,还没有进行过系统的研究和评价,目前国内去除PM2.5的主要技术有:吸附剂、负离子净化、静电除尘以及净离子群技术,但净化PM2.5效果有限且价格高昂,易造成二次污染,无法大规模投入使用。
发明内容
本发明的目的是解决现有的去除PM2.5的技术存在着净化效果差、价格昂贵和易造成二次污染的技术问题,提供一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是:
一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,具体步骤如下:
(1)处理原料:选取未变质的干燥橘子皮为原料,用流动水清洗以除去橘子皮表面的灰尘等杂质,然后将洗净的橘子皮原料在80℃-150℃的沸水中煮沸20min-50min;
(2)洗涤:取煮过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(3)碱液浸泡:将洗涤至中性的重量份为1-3份的橘子皮放入重量份为3-12份的pH=12的NaOH溶液中,浸泡20min-60min;
(4)漂洗:取碱泡过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(5)酸水解:将步骤(4)冲洗至中性的橘子皮加入重量份为3-12份的pH=2的HCl溶液中,浸泡40min-80min;
(6)漂洗至中性:将酸水解过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(7)二次酸水解:将步骤(6)冲洗至中性的橘子皮再一次浸泡在重量份为4~6份的pH=2的HCl溶液中,浸泡40min-80min;
(8)漂洗至中性:将二次酸水解过的橘子皮用蒸馏水漂洗至中性;
(9)烘干至恒重:洗涤后的橘子皮放在60℃-100℃烘箱中干燥至恒重;
(10)粉碎:将干燥后的橘子皮用粉碎机粉碎成40-60目的颗粒,即得到目标物。
本发明采用上述技术方案,将生活中常见的废弃物——橘子皮制成一种原生态的生物吸附材料,变废为宝,实现了资源的二次利用,一方面解决了室外垃圾堆放问题,另一方面改善了居室的环境污染问题,解决了现有的去除PM2.5的技术存在着净化效果差、价格昂贵和易造成二次污染的技术问题,因此,与背景技术相比,本发明具有实现废物资源再利用、净化效果好、价格低和无二次污染的优点。
为表明本发明的吸附效果,应用二次回归旋转正交实验组合设计对本发明制得的生物吸附剂进行系统研究,并通过与传统的活性炭、竹炭、硅藻土、树脂的吸附试验研究对比:结果表明在相同条件下,本发明制得的橘子皮生物吸附剂对PM2.5的吸附效果大于活性炭、竹炭、硅藻土、树脂对PM2.5的吸附效果(见图1)。
附图说明
图1是本发明制得橘子皮生物吸附剂与硅藻土、活性炭、树脂及竹炭对PM2.5吸附率比较图;
图2是本发明原材料橘子皮放大25.0K倍的扫描电镜图;
图3是本发明制得橘子皮生物吸附剂放大25.0K倍的扫描电镜图;
图4是本发明制得橘子皮生物吸附剂吸附PM2.5后放大25.0K倍的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例中的一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,具体步骤如下:
(1)处理原料:选取未变质的干燥橘子皮为原料,用流动水清洗以除去橘子皮表面的灰尘等杂质,然后将洗净的橘子皮原料在150℃的沸水中煮沸20min;
(2)洗涤:取煮过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(3)碱液浸泡:将洗涤至中性的重量份为2份的橘子皮放入重量份为5份的pH=12的NaOH溶液中,浸泡20min;
(4)漂洗:取碱泡过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(5)酸水解:将步骤(4)冲洗至中性的橘子皮加入重量份为5份的pH=2的HCl溶液中,浸泡40min;
(6)漂洗至中性:将酸水解过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(7)二次酸水解:将步骤(6)冲洗至中性的橘子皮再一次浸泡在重量份为5份的pH=2的HCl溶液中,浸泡40min;
(8)漂洗至中性:将二次酸水解过的橘子皮用蒸馏水漂洗至中性;
(9)烘干至恒重:洗涤后的橘子皮放在60℃烘箱中干燥至恒重;
(10)粉碎:将干燥后的橘子皮用粉碎机粉碎成60目的颗粒,即得到目标物。
实施例2
本实施例中的一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,具体步骤如下:
(1)处理原料:选取未变质的干燥橘子皮为原料,用流动水清洗以除去橘子皮表面的灰尘等杂质,然后将洗净的橘子皮原料在80℃的沸水中煮沸50min;
(2)洗涤:取煮过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(3)碱液浸泡:将洗涤至中性的重量份为1份的橘子皮放入重量份为4份的pH=12的NaOH溶液中,浸泡60min;
(4)漂洗:取碱泡过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(5)酸水解:将步骤(4)冲洗至中性的橘子皮加入重量份为4份的pH=2的HCl溶液中,浸泡80min;
(6)漂洗至中性:将酸水解过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(7)二次酸水解:将步骤(6)冲洗至中性的橘子皮再一次浸泡在重量份为4份的pH=2的HCl溶液中,浸泡80min;
(8)漂洗至中性:将二次酸水解过的橘子皮用蒸馏水漂洗至中性;
(9)烘干至恒重:洗涤后的橘子皮放在100℃烘箱中干燥至恒重;
(10)粉碎:将干燥后的橘子皮用粉碎机粉碎成40目的颗粒,即得到目标物。
实施例3
本实施例中的一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,具体步骤如下:
(1)处理原料:选取未变质的干燥橘子皮为原料,用流动水清洗以除去橘子皮表面的灰尘等杂质,然后将洗净的橘子皮原料在100℃的沸水中煮沸40min;
(2)洗涤:取煮过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(3)碱液浸泡:将洗涤至中性的重量份为2份的橘子皮放入重量份为5份的pH=12的NaOH溶液中,浸泡40min;
(4)漂洗:取碱泡过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(5)酸水解:将步骤(4)冲洗至中性的橘子皮加入重量份为5份的pH=2的HCl溶液中,浸泡60min;
(6)漂洗至中性:将酸水解过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(7)二次酸水解:将步骤(6)冲洗至中性的橘子皮再一次浸泡在重量份为6份的pH=2的HCl溶液中,浸泡60min;
(8)漂洗至中性:将二次酸水解过的橘子皮用蒸馏水漂洗至中性;
(9)烘干至恒重:洗涤后的橘子皮放在80℃烘箱中干燥至恒重;
(10)粉碎:将干燥后的橘子皮用粉碎机粉碎成60目的颗粒,即得到目标物。
实施例4
本实施例中的一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,具体步骤如下:
(1)处理原料:选取未变质的干燥橘子皮为原料,用流动水清洗以除去橘子皮表面的灰尘等杂质,然后将洗净的橘子皮原料在80℃-150℃的沸水中煮沸20min-50min;
(2)洗涤:取煮过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(3)碱液浸泡:将洗涤至中性的重量份为1-3份的橘子皮放入重量份为3-12份的pH=12的NaOH溶液中,浸泡20min-60min;
(4)漂洗:取碱泡过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(5)酸水解:将步骤(4)冲洗至中性的橘子皮加入重量份为3-12份的pH=2的HCl溶液中,浸泡40min-80min;
(6)漂洗至中性:将酸水解过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(7)二次酸水解:将步骤(6)冲洗至中性的橘子皮再一次浸泡在重量份为4~6份的pH=2的HCl溶液中,浸泡40min-80min;
(8)漂洗至中性:将二次酸水解过的橘子皮用蒸馏水漂洗至中性;
(9)烘干至恒重:洗涤后的橘子皮放在60℃-100℃烘箱中干燥至恒重;
(10)粉碎:将干燥后的橘子皮用粉碎机粉碎成40-60目的颗粒,即得到目标物。
为验证本发明制得的橘子皮生物吸附剂对PM2.5的吸附效果,做了如下对比实验:
(1)选择密闭的实验箱模拟PM2.5污染的室内环境。取蚊香点燃,用鼓风装置将蚊香燃烧产生的烟雾吹入实验箱内,用PM2.5检测仪进行数据检测,至PM2.5的浓度达到稳定;
(2)相同条件下与硅藻土、活性炭、大孔树脂及竹炭吸附结果对比;
(3)采用扫描电镜(SEM)对净化居室内PM2.5的生物吸附剂的表征分析。
具体吸附效果见图1。
由图1可知,本发明制得的橘子皮生物吸附剂对PM2.5的吸附效果优于硅藻土、活性炭、竹炭以及大块树脂。橘子皮生物吸附剂的吸附率远高于竹炭,约为活性炭、大孔树脂吸附率的两倍。橘子皮生物吸附剂主要成分有果胶、纤维素、半纤维素和木质素等,具有疏松多孔的结构,而且含有大量的C、O元素,可能存在共轭体系存在的-C-O-基团、-C=C-,导致物质具有良好化学吸附作用,较单纯的物理吸附剂效果更佳。
图2是处理前的橘子皮的电镜图。
图3是处理后吸附前的橘子皮生物吸附剂的电镜图,橘子皮疏松多孔,具有吸附能力。
图4是吸附后的橘子皮生物吸附剂的电镜图,图中橘子皮孔径中重新布满白色物质,说明橘子皮生物吸附剂确实吸附了空中游离的PM2.5。
本发明不受上述实施例的限制,在不脱离本发明范围的前提下,根据上述说明进行的改进与变换都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种用橘子皮制备去除PM2.5生物吸附剂的方法,其特征是:具体步骤如下:
(1)处理原料:选取未变质的干燥橘子皮为原料,用流动水清洗以除去橘子皮表面的灰尘等杂质,然后将洗净的橘子皮原料在80℃-150℃的沸水中煮沸20min-50min;
(2)洗涤:取煮过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(3)碱液浸泡:将洗涤至中性的重量份为1-3份的橘子皮放入重量份为3-12份的pH=12的NaOH溶液中,浸泡20min-60min;
(4)漂洗:取碱泡过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(5)酸水解:将步骤(4)冲洗至中性的橘子皮加入重量份为3-12份的pH=2的HCl溶液中,浸泡40min-80min;
(6)漂洗至中性:将酸水解过的橘子皮用流动蒸馏水冲洗至中性;
(7)二次酸水解:将步骤(6)冲洗至中性的橘子皮再一次浸泡在重量份为4~6份的pH=2的HCl溶液中,浸泡40min-80min;
(8)漂洗至中性:将二次酸水解过的橘子皮用蒸馏水漂洗至中性;
(9)烘干至恒重:洗涤后的橘子皮放在60℃-100℃烘箱中干燥至恒重;
(10)粉碎:将干燥后的橘子皮用粉碎机粉碎成40-60目的颗粒,即得到目标物。
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