CN107879393A - 一种铅离子污染水体修复材料 - Google Patents

一种铅离子污染水体修复材料 Download PDF

Info

Publication number
CN107879393A
CN107879393A CN201711222852.5A CN201711222852A CN107879393A CN 107879393 A CN107879393 A CN 107879393A CN 201711222852 A CN201711222852 A CN 201711222852A CN 107879393 A CN107879393 A CN 107879393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hours
lead ion
mass fraction
restoration material
granular materials
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.)
Pending
Application number
CN201711222852.5A
Other languages
English (en)
Inventor
周考文
彭兆快
侯春娟
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.)
Beijing Union University
Original Assignee
Beijing Union University
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 Beijing Union University filed Critical Beijing Union University
Priority to CN201711222852.5A priority Critical patent/CN107879393A/zh
Publication of CN107879393A publication Critical patent/CN107879393A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种铅离子污染水体修复材料，其制备方法是：将玉米秸秆洗净、烘干和粉碎，用盐酸水溶液浸洗，将玉米秸秆粉与磷酸水溶液混合，加入四乙氧基硅烷的乙醇溶液，搅拌捏合并挤压成型，先于干燥箱中干燥，再于管式真空炉中隔绝空气热处理，得到颗粒材料；将此颗粒材料加入葡萄糖和氯铂酸水溶液，过滤后加热还原，得到铅离子污染水体修复材料。所得材料的主要成分为活性炭，Pt粒子的质量分数为0.3‑0.6％，SiO2粒子的质量分数为2‑5％。用此修复材料填装过滤柱，待处理水体通过过滤柱，即可将水体中的铅离子有效转移至此修复材料中。本发明公开的水体修复材料具有很好的机械强度和化学稳定性，可以循环使用。

Description

一种铅离子污染水体修复材料
技术领域
本发明涉及一种铅离子污染水体修复材料，属于环境保护技术领域。
背景技术
随着现代工业的迅速发展，许多含重金属离子的污染物进入大气、水以及土壤环境，造成了严重的环境污染。重金属离子不易分解，易造成二次污染，可以通过食物链的生物富集作用而积累，一旦摄入人体便会危害身体健康。铅是带蓝色的银白色重金属，主要用于制造铅蓄电池，铅合金可用于铸铅字、做焊锡，铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备，铅的化合物四乙基铅曾经被广泛作为汽油防爆剂使用。铅烟和铅尘是大气铅污染的主要形式，以烟尘形式逸散到大气中的铅主要来自含铅汽油的燃烧、含铅煤炭的燃烧、铅及铅合金的冶炼以及铅和含铅产品的使用过程，此外，还有含铅油漆、涂料、彩釉陶瓷、蜡纸制造、含铅玩具等的生产过程。土壤和水源中的铅则主要来自火山爆发、森林火灾等自然现象以及工业泄露和废弃排放等。铅在动植物体内无任何生理功用，其理想的铅浓度应为零。然而，由于环境中铅的普遍存在，特别是在工业发展较快地区的工业污水排放常常造成水体中铅浓度的增加，严重影响动植物的生长发育。因此，对铅离子污染水体的修复至关重要。
目前，有很多物理和化学方法被用于水体中铅离子的去除，其中，主要有电解法、沉淀法和吸附法等。由于电解法能耗较高，并且容易造成二次污染；沉淀法和物理吸附法不能用于低浓度重金属离子的去除。虽然，近几年来有使用琉基修饰的介孔二氧化硅、氧和氮修饰的纳米多孔活性炭、氨基修饰的嵌段共聚物等材料用于重金属离子处理的报道，但因其加工制备过程复杂，操作成本较高而难以推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种铅离子污染水体修复材料。具体制备方法是：
(1)将玉米秸秆洗净、烘干和粉碎，于5-10％的盐酸水溶液中浸泡20小时以上，过滤并用蒸馏水洗涤至中性后烘干，将烘干的玉米秸秆粉与20％磷酸水溶液按质量比为2-3∶1的比例混合，在50-80℃下搅拌均匀并保持温度捏合2-3小时，加入30％四乙氧基硅烷的乙醇溶液，继续在50-80℃下搅拌捏合1-2小时，自然冷却得到混合料；
(2)将上述混合料在成型设备上挤压成型，并置于干燥箱中85-115℃干燥2-3小时，然后置于400-500℃管式真空炉中在氮气保护下热处理2-3小时，自然冷却得到颗粒材料；
(3)在连续搅拌下，将此颗粒材料加入质量分数为10-20％的葡萄糖水溶液中，升温至40-45℃，加入氯铂酸，恒温搅拌3-5小时，过滤后用去离子水洗涤3-4次，直接置于干燥箱中烘干，并在120～150℃下加热还原5-10分钟，自然冷却得到铅离子污染水体修复材料。
其中，步骤(2)中挤压成型的颗粒材料是最大粒径不超过6毫米的球形或柱形或鹅卵形或片状或条形颗粒。步骤(3)中所得铅离子污染水体修复材料的主要成分为活性炭，Pt粒子的质量分数为0.3-0.6％，SiO2粒子的质量分数为2-5％。
用此修复材料填装过滤柱，让待处理水体通过过滤柱，即可将水体中的铅离子有效转移至此修复材料中。将载有铅离子的修复材料在25％食盐水溶液浸泡10小时以上，即可将其中的铅离子转入溶液，从而使修复材料重新具有修复能力。
本发明的优点及效果：
1、制备过程条件温和，操作简便，成本低、无污染；
2、修复材料具有很好的机械强度和化学稳定性，可以循环使用；
3、修复材料使用方便，可以填装过滤柱使用或直接投入待处理水体中使用。
具体实施方式
实施例1
(1)将玉米秸秆洗净、烘干和粉碎，于6％的盐酸水溶液中浸泡20小时以上，过滤并用蒸馏水洗涤至中性后烘干，将烘干的玉米秸秆粉与20％磷酸水溶液按质量比为2∶1的比例混合，在78℃下搅拌均匀并保持温度捏合2.8小时，加入30％四乙氧基硅烷的乙醇溶液，继续在78℃下搅拌捏合1小时，自然冷却得到混合料；
(2)将上述混合料在成型设备上挤压成型，并置于干燥箱中90℃干燥2.8小时，然后置于410℃管式真空炉中在氮气保护下热处理3小时，自然冷却得到颗粒材料；
(3)在连续搅拌下，将此颗粒材料加入质量分数为19％的葡萄糖水溶液中，升温至44℃，加入氯铂酸，恒温搅拌3小时，过滤后用去离子水洗涤3次，直接置于干燥箱中烘干，并在125℃下加热还原10分钟，自然冷却得到铅离子污染水体修复材料。
所得材料为不超过5毫米的球形颗粒，其主要成分为活性炭，Pt粒子的质量分数为0.4％，SiO2粒子的质量分数为2.1％。
用此修复材料填装过滤柱，让待处理水体通过过滤柱，每通过一次可将水体中的铅离子去除78％。
实施例2
(1)将玉米秸秆洗净、烘干和粉碎，于7％的盐酸水溶液中浸泡20小时以上，过滤并用蒸馏水洗涤至中性后烘干，将烘干的玉米秸秆粉与20％磷酸水溶液按质量比为3∶1的比例混合，在70℃下搅拌均匀并保持温度捏合2小时，加入30％四乙氧基硅烷的乙醇溶液，继续在70℃下搅拌捏合1.2小时，自然冷却得到混合料；
(2)将上述混合料在成型设备上挤压成型，并置于干燥箱中100℃干燥2.5小时，然后置于450℃管式真空炉中在氮气保护下热处理2.8小时，自然冷却得到颗粒材料；
(3)在连续搅拌下，将此颗粒材料加入质量分数为11％的葡萄糖水溶液中，升温至42℃，加入氯铂酸，恒温搅拌4小时，过滤后用去离子水洗涤4次，直接置于干燥箱中烘干，并在130℃下加热还原9分钟，自然冷却得到铅离子污染水体修复材料。
所得材料为不超过5毫米的柱形颗粒，其主要成分为活性炭，Pt粒子的质量分数为0.5％，SiO2粒子的质量分数为4.9％。
用此修复材料填装过滤柱，让待处理水体通过过滤柱，每通过一次可将水体中的铅离子去除80％。
实施例3
(1)将玉米秸秆洗净、烘干和粉碎，于8％的盐酸水溶液中浸泡20小时以上，过滤并用蒸馏水洗涤至中性后烘干，将烘干的玉米秸秆粉与20％磷酸水溶液按质量比为2.5∶1的比例混合，在65℃下搅拌均匀并保持温度捏合2.5小时，加入30％四乙氧基硅烷的乙醇溶液，继续在65℃下搅拌捏合1.5小时，自然冷却得到混合料；
(2)将上述混合料在成型设备上挤压成型，并置于干燥箱中110℃干燥2.2小时，然后置于490℃管式真空炉中在氮气保护下热处理2小时，自然冷却得到颗粒材料；
(3)在连续搅拌下，将此颗粒材料加入质量分数为20％的葡萄糖水溶液中，升温至41℃，加入氯铂酸，恒温搅拌5小时，过滤后用去离子水洗涤3次，直接置于干燥箱中烘干，并在135℃下加热还原8分钟，自然冷却得到铅离子污染水体修复材料。
所得材料为不超过6毫米的鹅卵形颗粒，其主要成分为活性炭，Pt粒子的质量分数为0.58％，SiO2粒子的质量分数为3.5％。
用此修复材料填装过滤柱，让待处理水体通过过滤柱，每通过一次可将水体中的铅离子去除75％。
实施例4
(1)将玉米秸秆洗净、烘干和粉碎，于9％的盐酸水溶液中浸泡20小时以上，过滤并用蒸馏水洗涤至中性后烘干，将烘干的玉米秸秆粉与20％磷酸水溶液按质量比为2∶1的比例混合，在60℃下搅拌均匀并保持温度捏合3小时，加入30％四乙氧基硅烷的乙醇溶液，继续在60℃下搅拌捏合1.8小时，自然冷却得到混合料；
(2)将上述混合料在成型设备上挤压成型，并置于干燥箱中114℃干燥2小时，然后置于480℃管式真空炉中在氮气保护下热处理2.2小时，自然冷却得到颗粒材料；
(3)在连续搅拌下，将此颗粒材料加入质量分数为10％的葡萄糖水溶液中，升温至45℃，加入氯铂酸，恒温搅拌4小时，过滤后用去离子水洗涤4次，直接置于干燥箱中烘干，并在140℃下加热还原7分钟，自然冷却得到铅离子污染水体修复材料。
所得材料为不超过5毫米的片状颗粒，其主要成分为活性炭，Pt粒子的质量分数为0.31％，SiO2粒子的质量分数为4.2％。
用此修复材料填装过滤柱，让待处理水体通过过滤柱，每通过一次可将水体中的铅离子去除75％。
实施例5
(1)将玉米秸秆洗净、烘干和粉碎，于10％的盐酸水溶液中浸泡20小时以上，过滤并用蒸馏水洗涤至中性后烘干，将烘干的玉米秸秆粉与20％磷酸水溶液按质量比为3∶1的比例混合，在52℃下搅拌均匀并保持温度捏合2小时，加入30％四乙氧基硅烷的乙醇溶液，继续在55℃下搅拌捏合2小时，自然冷却得到混合料；
(2)将上述混合料在成型设备上挤压成型，并置于干燥箱中82℃干燥3小时，然后置于470℃管式真空炉中在氮气保护下热处理2.5小时，自然冷却得到颗粒材料；
(3)在连续搅拌下，将此颗粒材料加入质量分数为15％的葡萄糖水溶液中，升温至40℃，加入氯铂酸，恒温搅拌3.5小时，过滤后用去离子水洗涤4次，直接置于干燥箱中烘干，并在145℃下加热还原6分钟，自然冷却得到铅离子污染水体修复材料。
所得材料为不超过6毫米的条形颗粒，其主要成分为活性炭，Pt粒子的质量分数为0.45％，SiO2粒子的质量分数为2.8％。
用此修复材料填装过滤柱，让待处理水体通过过滤柱，每通过一次可将水体中的铅离子去除80％。

Claims (2)

1.一种铅离子污染水体修复材料，其制备方法是：
(1)将玉米秸秆洗净、烘干和粉碎，于5-10％的盐酸水溶液中浸泡20小时以上，过滤并用蒸馏水洗涤至中性后烘干，将烘干的玉米秸秆粉与20％磷酸水溶液按质量比为2-3∶1的比例混合，在50-80℃下搅拌均匀并保持温度捏合2-3小时，加入30％四乙氧基硅烷的乙醇溶液，继续在50-80℃下搅拌捏合1-2小时，自然冷却得到混合料；
(2)将上述混合料在成型设备上挤压成型，并置于干燥箱中85-115℃干燥2-3小时，然后置于400-500℃管式真空炉中在氮气保护下热处理2-3小时，自然冷却得到颗粒材料；
(3)在连续搅拌下，将此颗粒材料加入质量分数为10-20％的葡萄糖水溶液中，升温至40-45℃，加入氯铂酸，恒温搅拌3-5小时，过滤后用去离子水洗涤3-4次，直接置于干燥箱中烘干，并在120～150℃下加热还原5-10分钟，自然冷却得到铅离子污染水体修复材料，其主要成分为活性炭，Pt粒子的质量分数为0.3-0.6％，SiO2粒子的质量分数为2-5％。
2.根据权利要求1所述的一种铅离子污染水体修复材料，所述的挤压成型的颗粒材料是最大粒径不超过6毫米的球形或柱形或鹅卵形或片状或条形颗粒。
CN201711222852.5A 2017-11-29 2017-11-29 一种铅离子污染水体修复材料 Pending CN107879393A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711222852.5A CN107879393A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一种铅离子污染水体修复材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711222852.5A CN107879393A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一种铅离子污染水体修复材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107879393A true CN107879393A (zh) 2018-04-06

Family

ID=61775804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711222852.5A Pending CN107879393A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一种铅离子污染水体修复材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107879393A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109092246A (zh) * 2018-08-29 2018-12-28 佛山市禅城区诺高环保科技有限公司 一种多孔碳吸附材料的制备方法
CN113318784A (zh) * 2021-05-27 2021-08-31 昆明理工大学 玉米秸秆附载纳米锇复合滤柱的制备方法及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102728324A (zh) * 2011-04-01 2012-10-17 北京联合大学生物化学工程学院 一种多糖脱色复合材料
CN102759465A (zh) * 2011-04-29 2012-10-31 北京联合大学生物化学工程学院 一种铅离子富集材料的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102728324A (zh) * 2011-04-01 2012-10-17 北京联合大学生物化学工程学院 一种多糖脱色复合材料
CN102759465A (zh) * 2011-04-29 2012-10-31 北京联合大学生物化学工程学院 一种铅离子富集材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
江泽慧 主编: "《中国林业工程》", 31 January 2002 *
黄振兴 编著: "《活性炭技术基础》", 30 June 2006 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109092246A (zh) * 2018-08-29 2018-12-28 佛山市禅城区诺高环保科技有限公司 一种多孔碳吸附材料的制备方法
CN113318784A (zh) * 2021-05-27 2021-08-31 昆明理工大学 玉米秸秆附载纳米锇复合滤柱的制备方法及应用
CN113318784B (zh) * 2021-05-27 2022-07-05 昆明理工大学 玉米秸秆附载纳米锇复合滤柱的制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110237818A (zh) 一种氮硫共掺杂生物炭的制备方法和应用
CN107983314A (zh) 一种海藻酸钠-钙离子改性的生物炭复合材料及其制备方法与用途
CN100429276C (zh) 一种可净化空气的沥青基地面材料
CN107583612A (zh) 基于玉米芯的生物炭制备方法和制备系统以及汞吸收剂
CN101143721B (zh) 用牛粪和锯末制备活性炭的方法
CN104772107B (zh) 一种改性凹凸棒土材料及其制备方法和应用
CN107879393A (zh) 一种铅离子污染水体修复材料
KR101687352B1 (ko) 축분과 흡착제를 혼합하여 제조된 악취저감형 고체연료 및 그 제조방법
CN104096540A (zh) 一种去除城市污泥中重金属和有机污染物的吸附催化材料的制备方法
CN110283600B (zh) 一种壳聚糖与尿素复合膜包覆型缓释氧化材料及制备方法
CN104888530A (zh) 一种活性炭空调滤芯材料及其制备方法
CN103523847A (zh) 一种秸秆木炭吸附去除水体中磺胺吡啶的方法和应用
CN108355619A (zh) 一种用于去除水污染物的纳米吸附材料
CN105314633A (zh) 一种活性炭的制备方法
CN106000073A (zh) 一种治理锅炉烟气的环保工艺
CN107055726B (zh) 一种复合絮凝剂及其制备方法和应用
CN105733321B (zh) 多模式纳米光触媒喷涂剂及其生产方法
CN106746950A (zh) 一种可持续性长久净化空气中甲醛的硅藻泥材料
CN102759465B (zh) 一种铅离子富集材料的制备方法
CN102698786A (zh) 硝酸改性煤灰为载体负载二氧化钛光催化剂的制备方法
CN104888726A (zh) 一种除尘杀菌效果优良的活性炭吸附剂
CN101585284A (zh) 炭雕及其制作方法
CN105645900B (zh) 硅藻生态砖及其生产方法
CN107311282A (zh) 一种化工废水净化剂及其制备工艺
CN104828934A (zh) 一种高效反硝化生物曝气滤池填料及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180406