CN107442074A - 一种改性的废弃绿茶吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性的废弃绿茶吸附剂及其制备方法和应用，吸附剂为通过Ca(OH)2溶液改性的废弃绿茶；首先将收集到的废弃绿茶在开水中浸泡，然后用蒸馏水清洗，如此循环若干次，直至清洗的水至无色；然后将废弃绿茶置于烘箱中烘干；将烘干的有待改性的废弃绿茶浸于Ca(OH)2溶液中；然后用蒸馏水冲洗若干次直至清洗后的水达到中性、烘干、研磨过筛，所得粉末即为吸附剂；本发明中废弃绿茶为茶厂的废弃物，其价格低廉，获取方便；改性材料无危险性，无污染性，吸附剂制备方法简单易操作。吸附剂通过物理方法吸附去除水中的砷和镍，且吸附效率高，整个吸附去除过程中无二次污染物生成，没有对人身有害的物质产生。

Description

一种改性的废弃绿茶吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于水处理吸附剂技术领域，特别涉及一种改性的废弃绿茶吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着工业生产和人类社会的迅猛发展，环境污染问题日益加重。无数的污染物质被排放到水环境中，其中重金属污染物质具有重金属污染物质具有剧毒性或致癌性，且是难以进行生物降解的。此外，其容易在生物体内富集并进而通过食物链累积在生物体或人体中。
鉴于砷和镍的危害性和它在各种工业生产、制造过程中的广泛应用，从工业废水中有效的去除铬和镍具有重要的意义。去除水体中砷和镍的常用处理方法有化学（还原）沉淀法、电化学法、膜处理法、离子交换法、生物处理法和吸附法等。与众多方法相比，吸附法通常利用吸附材料的多孔性将污水中的有害物质固定在其表面从而加以去除的，同时具有无能耗，无二次污染等优点。因而寻求成本低廉且吸附效率高的吸附剂极其重要。
利用农业废弃物合成改性吸附剂不仅能充分利用废弃的资源，而且可以作为水处理中的高效吸附剂。作为一种农业废弃物，茶叶生产过程中会产生大量的茶叶废料。此外，茶叶中含有很多不溶性细胞，其携带的官能团能与金属离子形成物理化学相互作用。基于上述优良特性，茶叶废弃物可以用于吸附很多重金属离子。改性后的废弃绿茶具有更优良的吸附性能。
发明内容
本发明提供了一种改性的废弃绿茶吸附剂及其制备方法和应用，以解决现有技术废水中砷和镍污染物难处理的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种改性的废弃绿茶吸附剂，吸附剂为通过Ca(OH)2溶液改性的废弃绿茶。
进一步的，所述吸附剂为粉末状。
一种改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、废弃绿茶的预处理：首先将收集到的废弃绿茶在开水中浸泡，然后用蒸馏水清洗，如此循环若干次，直至清洗的水至无色；然后将废弃绿茶置于烘箱中烘干；
步骤2、废弃绿茶的改性：将步骤1中烘干的有待改性的废弃绿茶浸于Ca(OH)2溶液中；然后用蒸馏水冲洗若干次直至清洗后的水达到中性；
步骤3、将步骤2所得材料置于烘箱中烘干；
步骤4、将步骤3所得材料研磨后过80-120目筛，所得粉末即为吸附剂。
进一步的，所述步骤1中，废弃绿茶置于80-100℃的烘箱中烘12-14h。
进一步的，所述步骤2中，Ca(OH)2溶液的浓度为0.04-0.06 mol/L。
进一步的，所述步骤2中，待改性的废弃绿茶在Ca(OH)2溶液中浸泡10-12h。
进一步的，所述步骤3中，将步骤2所得材料置于80-95 ℃的烘箱中烘24-36h。
一种吸附剂用于去除废水中的砷和镍。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中作为原料的废弃绿茶为茶厂的废弃物，其价格低廉，获取方便；改性材料无危险性，无污染性，吸附剂制备方法简单易操作。最终的产物通过物理方法吸附去除水中的砷和镍，对砷和镍的吸附效率高，整个吸附去除过程中无二次污染物的生成，没有对人身有害的物质产生。同时充分利用材料，物尽其用，达到已废治废，节能环保的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
本发明中采用的废弃绿茶为茶厂中制茶后，所废弃的绿茶叶。
实施例1
一种改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、废弃绿茶的预处理：首先将收集到的废弃绿茶在开水中浸泡，然后用蒸馏水清洗，如此循环若干次，直至清洗的水至无色；然后将废弃绿茶置于85℃的烘箱中烘12h；
步骤2、废弃绿茶的改性：将步骤1中烘干的有待改性的废弃绿茶浸于浓度为0.05 mol/L的Ca(OH)2溶液中10h；然后用蒸馏水冲洗若干次直至清洗后的水达到中性；
步骤3、将步骤2所得材料置于85 ℃的烘箱中烘24h；
步骤4、将步骤3所得材料研磨后过100目筛，所得粉末即为吸附剂。
实施例2
一种改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、废弃绿茶的预处理：首先将收集到的废弃绿茶在开水中浸泡，然后用蒸馏水清洗，如此循环若干次，直至清洗的水至无色；然后将废弃绿茶置于80℃的烘箱中烘13h；
步骤2、废弃绿茶的改性：将步骤1中烘干的有待改性的废弃绿茶浸于浓度为0.04 mol/L的Ca(OH)2溶液中11h；然后用蒸馏水冲洗若干次直至清洗后的水达到中性；
步骤3、将步骤2所得材料置于80 ℃的烘箱中烘30h；
步骤4、将步骤3所得材料研磨后过80目筛，所得粉末即为吸附剂。
实施例3
一种改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、废弃绿茶的预处理：首先将收集到的废弃绿茶在开水中浸泡，然后用蒸馏水清洗，如此循环若干次，直至清洗的水至无色；然后将废弃绿茶置于100℃的烘箱中烘14h；
步骤2、废弃绿茶的改性：将步骤1中烘干的有待改性的废弃绿茶浸于浓度为0.06 mol/L的Ca(OH)2溶液中12h；然后用蒸馏水冲洗若干次直至清洗后的水达到中性；
步骤3、将步骤2所得材料置于95 ℃的烘箱中烘36h；
步骤4、将步骤3所得材料研磨后过120目筛，所得粉末即为吸附剂。
对比试验，将实施例1-3中得到的改性废弃绿茶(MGTW)和未改性的废弃绿茶(GTW)作以对比试验，验证以上两种吸附剂在水中吸附砷和镍的效果。
试验例
分别将实施例1-3中得到的改性废弃绿茶(MGTW)作为吸附剂，分别配置浓度不同的三价砷、二价镍溶液，测试吸附剂对三价砷、二价镍的吸附效应。分别取吸附剂质量为0.2g，0.3g和0.4g；三价砷溶液浓度为20mg/L，40mg/L和60mg/L；二价镍溶液浓度为20mg/L，40mg/L和60mg/L。三价砷溶液和二价镍溶液体积均为50mL。
对比例
以未改性的废弃绿茶(GTW)为吸附剂，分别配置浓度不同的三价砷、二价镍溶液，测试吸附剂对三价砷和二价镍的吸附效应。分别取吸附剂质量为0.2g，0.3g和0.4g；三价砷溶液浓度为20mg/L，40mg/L和60mg/L；二价镍溶液浓度为20mg/L，40mg/L和60mg/L。三价砷溶液和二价镍溶液体积均为50mL。
在其他条件保持不变的情况下，试验例和对比例中不同质量吸附剂对不同浓度的三价砷溶液、二价镍相应的吸附性能，分别如下表1、表2所示。
从表1、表2的数据可以看出，初始浓度越高，相应吸附剂的吸附量越多；然而，吸附剂量的增多并没有不断的增加对吸附质的吸附能力。
通过对比改性前后废弃绿茶对砷和镍的相关吸附数据，可以看出改性后的废弃绿茶其吸附性能得到了较大程度的提升，吸附效率也大大增加。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种改性的废弃绿茶吸附剂，其特征在于：吸附剂为通过Ca(OH)2溶液改性的废弃绿茶。
2.根据权利要求1所述的改性的废弃绿茶吸附剂，其特征在于：所述吸附剂为粉末状。
3.根据权利要求2所述的改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、废弃绿茶的预处理：首先将收集到的废弃绿茶在开水中浸泡，然后用蒸馏水清洗，如此循环若干次，直至清洗的水至无色；然后将废弃绿茶置于烘箱中烘干；
步骤2、废弃绿茶的改性：将步骤1中烘干的有待改性的废弃绿茶浸于Ca(OH)2溶液中；然后用蒸馏水冲洗若干次直至清洗后的水达到中性；
步骤3、将步骤2所得材料置于烘箱中烘干；
步骤4、将步骤3所得材料研磨过筛，所得粉末即为吸附剂。
4.根据权利要求3所述的改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，废弃绿茶置于80-100℃的烘箱中烘12-14h。
5.根据权利要求3所述的改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，Ca(OH)2溶液的浓度为0.04-0.06 mol/L。
6.根据权利要求3所述的改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，待改性的废弃绿茶在Ca(OH)2溶液中浸泡10-12h。
7.根据权利要求3所述的改性的废弃绿茶吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，将步骤2所得材料置于80-95 ℃的烘箱中烘24-36h。
8.一种根据权利要求3-7任一所述的制备方法制备的改性的废弃绿茶吸附剂的应用，其特征在于：所述吸附剂用于去除废水中的砷和镍。
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