CN106669616A - 一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯13‑17份、天然沸石21‑24份、柠檬酸5‑8份、乙二胺四乙酸钠3‑6份、没药甾酮1‑3份。本发明还公开了所述利用玉米芯制备的重金属吸附材料的制备方法。本发明制备的吸附材料对重金属具有良好的吸附效果，吸附性能优异，能够应用于重金属处理领域。

Description

一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及重金属吸附材料技术领域，具体是一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料及其制备方法。
背景技术
重金属是造成水体污染的一类有毒物质,微量的重金属即可产生毒性效应,重金属对人体健康的危害是多方面、多层次的,其毒理作用主要表现在降低人体抵抗力等许多方面。重金属都为非降低型有毒物质,可沿食物链或食物网被生物吸收、蓄集,最终造成人体积累和慢性中毒。水体中重金属污染监测与防治一直是环境科学研究的热点。人们不断地开发、改进治理重金属废水的方法和技术,产生了如物理法、化学法、生物化学法等处理方法。物理吸附法处理重金属废水是一种很有潜力的新型重金属废水处理技术，它具有在低浓度下金属离子可以被选择性去除、处理效率高、pH值和温度条件范围宽、投资小、运行费用低以及可有效地回收一些贵重金属等优点。
采用农副产品作为重金属吸附材料一直是本领域的研究热点，由于农副产品来源广泛，价格低廉，且使用过程中不会存在二次污染，因此受到广泛关注。现有技术中公开了多种农副产品在重金属吸附领域的应用，玉米芯就是其中的一种。但现有的基于玉米芯制备的吸附材料对重金属的吸附效果表现不佳，实用性不强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯13-17份、天然沸石21-24份、柠檬酸5-8份、乙二胺四乙酸钠3-6份、没药甾酮1-3份。
作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：玉米芯14-16份、天然沸石22-23份、柠檬酸6-7份、乙二胺四乙酸钠4-5份、没药甾酮1.5-2.5份。
作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：玉米芯15份、天然沸石23份、柠檬酸6.4份、乙二胺四乙酸钠4.5份、没药甾酮1.9份。
所述利用玉米芯制备的重金属吸附材料的制备方法，步骤如下：
1)称取玉米芯，粉碎至粒径为3-5mm，放入烘箱中，在125-130℃下干燥2-3h，获得玉米芯粉；
2)将玉米芯粉投入至超微粉碎机中，进行超微粉碎，超微粉碎后，过500-600目筛，获得玉米芯超微粉；
3)称取天然沸石，粉碎后，过150-200目筛，获得沸石粉末，备用；
4)称取柠檬酸，加入15-20倍重量的去离子水，搅拌至柠檬酸完全溶解，获得柠檬酸溶液；
5)将玉米芯超微粉与沸石粉末加入至球磨机中，并加入没药甾酮，然后以所述柠檬酸溶液作为研磨液，球磨混合1-2h，获得混合物A；
6)称取乙二胺四乙酸钠，加入至混合物A中，在85-90℃、200-300r/min的条件下搅拌混合30-40min，再进行超声波处理，获得混合物B，超声波处理温度为80-90℃，超声波功率为1400W；
7)将混合物B放入烘箱中，在125-130℃下干燥1-2h，获得混合物C；
8)将混合物C在530-570℃下煅烧处理3-4h，煅烧完毕后在干燥器中冷却至室温，再进行粉碎处理，并过150-200目筛，即可。
上述吸附材料能够用于处理重金属废水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明制备的吸附材料对重金属具有良好的吸附效果，吸附性能优异，能够应用于重金属处理领域。2、本发明制备的吸附材料，其利用玉米芯作为原料，对玉米芯这一农副产品进行废物利用，变废为宝，降低了生产成本，有利于生产出低成本的重金属吸附材料，有利于重金属处理行业的发展。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯13份、天然沸石21份、柠檬酸5份、乙二胺四乙酸钠3份、没药甾酮1份。
本实施例中，所述利用玉米芯制备的重金属吸附材料的制备方法，步骤如下：
1)称取玉米芯，粉碎至粒径为3mm，放入烘箱中，在125℃下干燥2h，获得玉米芯粉；
2)将玉米芯粉投入至超微粉碎机中，进行超微粉碎，超微粉碎后，过500目筛，获得玉米芯超微粉；
3)称取天然沸石，粉碎后，过150目筛，获得沸石粉末，备用；
4)称取柠檬酸，加入15倍重量的去离子水，搅拌至柠檬酸完全溶解，获得柠檬酸溶液；
5)将玉米芯超微粉与沸石粉末加入至球磨机中，并加入没药甾酮，然后以所述柠檬酸溶液作为研磨液，球磨混合1h，获得混合物A；
6)称取乙二胺四乙酸钠，加入至混合物A中，在85℃、200r/min的条件下搅拌混合30min，再进行超声波处理，获得混合物B，超声波处理温度为80℃，超声波功率为1400W；
7)将混合物B放入烘箱中，在125℃下干燥1h，获得混合物C；
8)将混合物C在530℃下煅烧处理3h，煅烧完毕后在干燥器中冷却至室温，再进行粉碎处理，并过150目筛，即可。
实施例2
一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯14份、天然沸石22份、柠檬酸7份、乙二胺四乙酸钠5份、没药甾酮1.5份。
本实施例中，所述利用玉米芯制备的重金属吸附材料的制备方法，步骤如下：
1)称取玉米芯，粉碎至粒径为4mm，放入烘箱中，在125℃下干燥2.5h，获得玉米芯粉；
2)将玉米芯粉投入至超微粉碎机中，进行超微粉碎，超微粉碎后，过500目筛，获得玉米芯超微粉；
3)称取天然沸石，粉碎后，过200目筛，获得沸石粉末，备用；
4)称取柠檬酸，加入16倍重量的去离子水，搅拌至柠檬酸完全溶解，获得柠檬酸溶液；
5)将玉米芯超微粉与沸石粉末加入至球磨机中，并加入没药甾酮，然后以所述柠檬酸溶液作为研磨液，球磨混合1h，获得混合物A；
6)称取乙二胺四乙酸钠，加入至混合物A中，在87℃、200r/min的条件下搅拌混合35min，再进行超声波处理，获得混合物B，超声波处理温度为90℃，超声波功率为1400W；
7)将混合物B放入烘箱中，在125℃下干燥1h，获得混合物C；
8)将混合物C在540℃下煅烧处理3.5h，煅烧完毕后在干燥器中冷却至室温，再进行粉碎处理，并过150目筛，即可。
实施例3
一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯15份、天然沸石23份、柠檬酸6.4份、乙二胺四乙酸钠4.5份、没药甾酮1.9份。
本实施例中，所述利用玉米芯制备的重金属吸附材料的制备方法，步骤如下：
1)称取玉米芯，粉碎至粒径为4mm，放入烘箱中，在128℃下干燥2.5h，获得玉米芯粉；
2)将玉米芯粉投入至超微粉碎机中，进行超微粉碎，超微粉碎后，过600目筛，获得玉米芯超微粉；
3)称取天然沸石，粉碎后，过200目筛，获得沸石粉末，备用；
4)称取柠檬酸，加入18倍重量的去离子水，搅拌至柠檬酸完全溶解，获得柠檬酸溶液；
5)将玉米芯超微粉与沸石粉末加入至球磨机中，并加入没药甾酮，然后以所述柠檬酸溶液作为研磨液，球磨混合1.5h，获得混合物A；
6)称取乙二胺四乙酸钠，加入至混合物A中，在87℃、250r/min的条件下搅拌混合35min，再进行超声波处理，获得混合物B，超声波处理温度为85℃，超声波功率为1400W；
7)将混合物B放入烘箱中，在127℃下干燥1.5h，获得混合物C；
8)将混合物C在550℃下煅烧处理3.5h，煅烧完毕后在干燥器中冷却至室温，再进行粉碎处理，并过200目筛，即可。
实施例4
一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯16份、天然沸石23份、柠檬酸6份、乙二胺四乙酸钠4份、没药甾酮2.5份。
本实施例中，所述利用玉米芯制备的重金属吸附材料的制备方法，步骤如下：
1)称取玉米芯，粉碎至粒径为5mm，放入烘箱中，在125℃下干燥2h，获得玉米芯粉；
2)将玉米芯粉投入至超微粉碎机中，进行超微粉碎，超微粉碎后，过600目筛，获得玉米芯超微粉；
3)称取天然沸石，粉碎后，过150目筛，获得沸石粉末，备用；
4)称取柠檬酸，加入18倍重量的去离子水，搅拌至柠檬酸完全溶解，获得柠檬酸溶液；
5)将玉米芯超微粉与沸石粉末加入至球磨机中，并加入没药甾酮，然后以所述柠檬酸溶液作为研磨液，球磨混合1.5h，获得混合物A；
6)称取乙二胺四乙酸钠，加入至混合物A中，在90℃、200r/min的条件下搅拌混合35min，再进行超声波处理，获得混合物B，超声波处理温度为90℃，超声波功率为1400W；
7)将混合物B放入烘箱中，在130℃下干燥1.5h，获得混合物C；
8)将混合物C在560℃下煅烧处理4h，煅烧完毕后在干燥器中冷却至室温，再进行粉碎处理，并过200目筛，即可。
实施例5
一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯17份、天然沸石24份、柠檬酸8份、乙二胺四乙酸钠6份、没药甾酮3份。
本实施例中，所述利用玉米芯制备的重金属吸附材料的制备方法，步骤如下：
1)称取玉米芯，粉碎至粒径为5mm，放入烘箱中，在130℃下干燥3h，获得玉米芯粉；
2)将玉米芯粉投入至超微粉碎机中，进行超微粉碎，超微粉碎后，过600目筛，获得玉米芯超微粉；
3)称取天然沸石，粉碎后，过200目筛，获得沸石粉末，备用；
4)称取柠檬酸，加入20倍重量的去离子水，搅拌至柠檬酸完全溶解，获得柠檬酸溶液；
5)将玉米芯超微粉与沸石粉末加入至球磨机中，并加入没药甾酮，然后以所述柠檬酸溶液作为研磨液，球磨混合2h，获得混合物A；
6)称取乙二胺四乙酸钠，加入至混合物A中，在90℃、300r/min的条件下搅拌混合40min，再进行超声波处理，获得混合物B，超声波处理温度为90℃，超声波功率为1400W；
7)将混合物B放入烘箱中，在130℃下干燥2h，获得混合物C；
8)将混合物C在570℃下煅烧处理4h，煅烧完毕后在干燥器中冷却至室温，再进行粉碎处理，并过200目筛，即可。
对比例1
与实施例3相比，不含没药甾酮，其他与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比，采用常规的制备方法，其他与实施例3相同。其中，所述常规制备方法为将各原料粉碎混合均匀即可。
采用实施例1-5及对比例1-2所制备的吸附材料进行吸附试验。测定各吸附材料在20℃、pH＝6的条件下对重金属的吸附性能，试验结果如表1所示。
表1吸附性能表
从上表可以看出，本发明制备的吸附材料对重金属具有良好的吸附效果，吸附性能优异，能够应用于重金属处理领域。本发明制备的吸附材料，其利用玉米芯作为原料，对玉米芯这一农副产品进行废物利用，变废为宝，降低了生产成本，有利于生产出低成本的重金属吸附材料，有利于重金属处理行业的发展。
从本发明实施例3与对比例1的数据对比中可以看出，本发明制备的吸附材料对重金属离子的吸附性能优于对比例1，由于对比例1与实施例3相比，不含没药甾酮，其他与实施例3相同，因此可以看出，本发明通过在原料中添加没药甾酮，有利于提高所制备的吸附材料对重金属离子的吸附性能。
从本发明实施例3与对比例2的数据对比中可以看出，本发明制备的吸附材料对重金属离子的吸附性能优于对比例2，由于对比例2与实施例3相比，用常规的制备方法，其他与实施例3相同，因此可以看出，本发明通过采用本发明公开的制备方法，有利于提高所制备的吸附材料对重金属离子的吸附性能。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种利用玉米芯制备的重金属吸附材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯13-17份、天然沸石21-24份、柠檬酸5-8份、乙二胺四乙酸钠3-6份、没药甾酮1-3份。
2.根据权利要求1所述的利用玉米芯制备的重金属吸附材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯14-16份、天然沸石22-23份、柠檬酸6-7份、乙二胺四乙酸钠4-5份、没药甾酮1.5-2.5份。
3.根据权利要求2所述的利用玉米芯制备的重金属吸附材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：玉米芯15份、天然沸石23份、柠檬酸6.4份、乙二胺四乙酸钠4.5份、没药甾酮1.9份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的利用玉米芯制备的重金属吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)称取玉米芯，粉碎至粒径为3-5mm，放入烘箱中，在125-130℃下干燥2-3h，获得玉米芯粉；
2)将玉米芯粉投入至超微粉碎机中，进行超微粉碎，超微粉碎后，过500-600目筛，获得玉米芯超微粉；
3)称取天然沸石，粉碎后，过150-200目筛，获得沸石粉末，备用；
4)称取柠檬酸，加入15-20倍重量的去离子水，搅拌至柠檬酸完全溶解，获得柠檬酸溶液；
5)将玉米芯超微粉与沸石粉末加入至球磨机中，并加入没药甾酮，然后以所述柠檬酸溶液作为研磨液，球磨混合1-2h，获得混合物A；
6)称取乙二胺四乙酸钠，加入至混合物A中，在85-90℃、200-300r/min的条件下搅拌混合30-40min，再进行超声波处理，获得混合物B，超声波处理温度为80-90℃，超声波功率为1400W；
7)将混合物B放入烘箱中，在125-130℃下干燥1-2h，获得混合物C；
8)将混合物C在530-570℃下煅烧处理3-4h，煅烧完毕后在干燥器中冷却至室温，再进行粉碎处理，并过150-200目筛，即可。
5.如权利要求1-3任一所述的吸附材料在重金属废水处理领域中的用途。
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