CN108499546A

CN108499546A - 一种重金属吸附剂的制备方法

Info

Publication number: CN108499546A
Application number: CN201810381217.XA
Authority: CN
Inventors: 钟华; 张兵; 梁明
Original assignee: Anhui Tianshun Environmental Protection Equipment Ltd By Share Ltd
Current assignee: Anhui Tianshun Environmental Protection Equipment Ltd By Share Ltd
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2018-09-07

Abstract

本发明公开一种重金属吸附剂的制备方法，重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类15‑20份、海带2‑4份、柚子皮5‑10份、壳聚糖2‑5份、活性炭2‑4份、秸秆5‑8份、煤粉5‑8份、纳米氧化铁0.5‑0.8份、纳米四氧化三铁1‑2份、聚醚酰亚胺5‑8份，重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：S1、将海带、柚子皮、秸秆置于粉碎机中粉碎后得到混料一备用；S2、将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入溶剂，置于微波反应器中微波反应，冷却、抽滤、减压回收溶剂至干后得到混料二；S3、将活性炭、纳米氧化铁、纳米四氧化三铁混入到步骤S2中的混料二中，搅拌均匀后，粉碎过筛得到最终产品。

Description

一种重金属吸附剂的制备方法

技术领域

本发明涉及重金属吸附剂制备领域，具体是一种重金属吸附剂的制备方法。

背景技术

由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、铬，等进入大气、水、土壤中，引起严重的环境污染。如汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度也有显著提高，损害了人体健康。生物吸附法是一种新兴的废水处理技术。

生物材料可以是微生物、农林废弃物其中农林废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，能提供羟基、羧基等活性基团与重金属结合，可作为重金属离子的高效吸附剂，柚子皮就属于这类含有功能团的生物吸附剂。有些研究表明：纤维素中的羟基和改性纤维素中的羧基是金属活性结合点，由于化学修饰增加了功能团的数量，因此改性纤维素会提高对重金属的吸附效果。将废弃物柚子皮进行改性处理制备成去除重金属离子的吸附剂，既可将柚子皮废弃物变废为宝，又可吸附重金属离子处理废水，可收到双重效益。

基于，重金属离子吸附剂的有益作用效果，一系列关于重金属离子吸附剂的工艺改进相继报道，如中国专利号为：CN.201410808029.2，公开“一种利用水葫芦制备的重金属吸附剂及其应用”，通过该技术方案得到的重金属离子吸附剂在一定程度上降低了水体重金属离子浓度，但被污染的水中重金属离子浓度仍然较高，针对现有技术不足，至今未有一种实施有效的方式解决。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种重金属吸附剂的制备方法，通过本发明技术方案制备得到的重金属吸附剂不仅能够将农业废弃物秸秆、煤粉等，以及池塘中因富营养化产生的藻类物质回收利用，同时，本发明得到重金属吸附剂具有较强的重金属离子吸附效果。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:

一种重金属吸附剂的制备方法，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类15-20份、海带2-4份、柚子皮5-10份、壳聚糖2-5份、活性炭2-4份、秸秆5-8份、煤粉5-8份、纳米氧化铁0.5-0.8份、纳米四氧化三铁1-2份、聚醚酰亚胺5-8份，所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量组份配比将海带、柚子皮、秸秆置于粉碎机中粉碎成60-100目细粉后得到混料一备用；

S2、将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量2-5倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应2-3h，冷却、抽滤、减压回收溶剂至干后得到混料二；

S3、将活性炭、纳米氧化铁、纳米四氧化三铁混入到步骤S2中的混料二中，搅拌均匀后，粉碎过筛得到最终产品。

优选地，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类18份、海带3份、柚子皮8份、壳聚糖4份、活性炭3份、秸秆7份、煤粉6份、纳米氧化铁0.7份、纳米四氧化三铁3份、聚醚酰亚胺7份。

优选地，所述步骤S1中按照重量组份配比将海带、柚子皮、秸秆置于粉碎机中粉碎成60目细粉。

优选地，所述步骤S2中将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量4倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应2.5h。

优选地，所述步骤S2中的微波反应温度为75-85℃。

优选地，所述藻类经过热水灭活处理，所述藻类由绿藻10-20份、海藻20-30份、马尾藻5-8份、海洋巨藻2-4份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

优选地，所述藻类由绿藻15份、海藻25份、马尾藻7份、海洋巨藻3份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

有益效果

本发明公开一种重金属吸附剂的制备方法，组份材料中的藻类物质具有较强的金属离子吸附性能，藻类细胞壁中含有大量的海藻酸盐成分，海藻酸盐由1,4-βD-甘露糖醛酸以及α-L-古罗糖醛酸组成，上述1,4-βD-甘露糖醛酸以及α-L-古罗糖醛酸之间二聚联合形成“洞穴”分子结构，对铅、铜、铬等重金属离子具有较强的螯合作用。组份材料中的柚子皮以及秸秆中含大量的木质素、纤维素、果糖以及果胶等成分，木质素、纤维素、果糖以及果胶等放置到微波反应器中经过聚醚酰亚胺在微波反应条件下改性，对铅、铜、铬等重金属离子的吸附性能显著提高，同时聚醚酰亚胺微波反应条件下与煤粉中的大分子物质形成煤粉/聚醚酰亚胺吸附体系，该吸附体系的吸附性能较强。

具体实施方

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1:

一种重金属吸附剂的制备方法，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类18份、海带3份、柚子皮8份、壳聚糖4份、活性炭3份、秸秆7份、煤粉6份、纳米氧化铁0.7份、纳米四氧化三铁3份、聚醚酰亚胺7份，所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量组份配比将海带、柚子皮、秸秆置于粉碎机中粉碎成60目细粉后得到混料一备用；

S2、将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量4倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应2.5h，冷却、抽滤、减压回收溶剂至干后得到混料二，微波反应温度为85℃；

其中，所述藻类由绿藻15份、海藻25份、马尾藻7份、海洋巨藻3份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

实施例2:

一种重金属吸附剂的制备方法，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类15份、海带2份、柚子皮5份、壳聚糖5份、活性炭4份、秸秆8份、煤粉5份、纳米氧化铁0.5份、纳米四氧化三铁1份、聚醚酰亚胺8份，所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量组份配比将海带、柚子皮、秸秆置于粉碎机中粉碎成80目细粉后得到混料一备用；

S2、将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量5倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应3h，冷却、抽滤、减压回收溶剂至干后得到混料二，微波反应温度为75℃；

其中，所述藻类经过热水灭活处理，所述藻类由绿藻10份、海藻20份、马尾藻5份、海洋巨藻4份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

实施例3:

一种重金属吸附剂的制备方法，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类20份、海带4份、柚子皮10份、壳聚糖2份、活性炭2份、秸秆5份、煤粉8份、纳米氧化铁0.8份、纳米四氧化三铁2份、聚醚酰亚胺5份，所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量组份配比将海带、柚子皮、秸秆置于粉碎机中粉碎成100目细粉后得到混料一备用；

S2、将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量2倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应2h，冷却、抽滤、减压回收溶剂至干后得到混料二，微波反应温度为80℃；

其中，所述藻类经过热水灭活处理，所述藻类由绿藻20份、海藻30份、马尾藻8份、海洋巨藻2份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

实施例4:

一种重金属吸附剂的制备方法，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类18份、海带3份、柚子皮8份、壳聚糖4份、活性炭2.5份、秸秆7份、煤粉6份、纳米氧化铁0.7份、纳米四氧化三铁1.5份、聚醚酰亚胺6份，所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量组份配比将海带、柚子皮、秸秆置于粉碎机中粉碎成70目细粉后得到混料一备用；

S2、将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量3倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应3h，冷却、抽滤、减压回收溶剂至干后得到混料二，微波反应温度为78℃；

其中，所述藻类经过热水灭活处理，所述藻类由绿藻15份、海藻25份、马尾藻7份、海洋巨藻3份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

实施例5:

一种重金属吸附剂的制备方法，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类16份、海带2.5份、柚子皮6份、壳聚糖4份、活性炭3份、秸秆7份、煤粉7份、纳米氧化铁0.7份、纳米四氧化三铁1.8份、聚醚酰亚胺7份，所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

S2、将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量4倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应2.5h，冷却、抽滤、减压回收溶剂至干后得到混料二，微波反应温度为72℃；

其中，所述藻类经过热水灭活处理，所述藻类由绿藻18份、海藻22份、马尾藻6份、海洋巨藻3份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

实施例6:

一种重金属吸附剂的制备方法，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类18份、海带3份、柚子皮8份、壳聚糖4份、活性炭3份、秸秆7份、煤粉7份、纳米氧化铁0.7份、纳米四氧化三铁1.5份、聚醚酰亚胺6份，所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

S2、将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量4倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应3h，冷却、抽滤、减压回收溶剂至干后得到混料二，微波反应温度为80℃；

其中，所述藻类经过热水灭活处理，所述藻类由绿藻18份、海藻28份、马尾藻7份、海洋巨藻3份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

污水处理测试：

实验组为本发明实施例1制备得到的重金属吸附剂，对照组为市场上销售的常规重金属吸附剂，实验方法为：将实验组和对照组的重金属吸附剂添加到污水中，检测污水中重金属离子含量的变化，检测结果如表1所示：

表1

组别	Hg/mg/L	As/mg/L	Cu/mg/L	Ni/mg/L	Cr/mg/L
						未处理污水	0.48	1.8	22	8.7	8.2
实施例1	0.01	0.12	2.8	1.5	1.5
						对照组	0.05	0.48	14	1.2	4.2

由表1可知本发明得到的重金属吸附剂对污水中的重金属离子具有较强的吸附能力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，包括语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类15-20份、海带2-4份、柚子皮5-10份、壳聚糖2-5份、活性炭2-4份、秸秆5-8份、煤粉5-8份、纳米氧化铁0.5-0.8份、纳米四氧化三铁1-2份、聚醚酰亚胺5-8份，所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述重金属吸附剂由以下重量份的原料制成：藻类18份、海带3份、柚子皮8份、壳聚糖4份、活性炭3份、秸秆7份、煤粉6份、纳米氧化铁0.7份、纳米四氧化三铁3份、聚醚酰亚胺7份。

3.根据权利要求1所述的重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中按照重量组份配比将海带、柚子皮、秸秆置于粉碎机中粉碎成60目细粉。

4.根据权利要求1所述的重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中将藻类、壳聚糖、煤粉、聚醚酰亚胺混入步骤S1中的混料一中，加入组份总重量4倍的溶剂，搅拌分散均匀后置于微波反应器中微波反应2.5h。

5.根据权利要求1所述的一种重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的微波反应温度为75-85℃。

6.根据权利要求1-5任一所述的重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述藻类经过热水灭活处理，所述藻类由绿藻10-20份、海藻20-30份、马尾藻5-8份、海洋巨藻2-4份经灭活、粉碎、混合后制备得到。

7.根据权利要求6所述的重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述藻类由绿藻15份、海藻25份、马尾藻7份、海洋巨藻3份经灭活、粉碎、混合后制备得到。