CN114288992A - 一种用于处理含钒(ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法 - Google Patents
一种用于处理含钒(ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114288992A CN114288992A CN202111515556.0A CN202111515556A CN114288992A CN 114288992 A CN114288992 A CN 114288992A CN 202111515556 A CN202111515556 A CN 202111515556A CN 114288992 A CN114288992 A CN 114288992A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biomass
- vanadium
- impregnated
- solution
- treating
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法。其技术方案是:将生物质在惰性气氛和600~800℃条件下焙烧,再于相同气氛中随炉冷却至室温,得到改性生物质;按TBP∶P204的体积比为1∶(1~4)配料,混合,得到浸渍液;按稀释剂∶浸渍液的体积比为1∶(0.1~1)配料,混合,得到稀释浸渍液;按照液固比为(10~20)∶1L/kg,将稀释浸渍液和改性生物质混合,在超声波清洗机中浸渍2~10min,固液分离,得浸渍后液和用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质;将浸渍后液作为稀释浸渍液配置使用。本发明生产周期短和浸渍后液能回收循环使用,所制制品对钒的优先吸附性强,对钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液吸附效率高,能反萃和再生。
Description
技术领域
本发明属于浸渍生物质技术领域。具体涉及一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法。
背景技术
浸渍生物质广泛用于吸附回收金属离子,浸渍生物质由于浸渍特定“物质”的从而改变金属离子与生物吸附过程中的结合方式,也可以有选择地吸附特定的金属离子。浸渍特定“物质”可以赋予生物质新的结合位点,提高对于特定金属离子的选择性,同时也可以提高浸渍生物质的饱和容量。
“一种改性生物炭材料及其制备方法和应用”(CN112452297A)专利技术,该技术的制备方法是:(1)一种改性生物炭材料的制备。将生物质原料置于含氧基团供体溶液中进行浸渍15~120min,得到浸渍生物质;将所述浸渍生物质依次进行干燥和炭化,得到所述改性生物炭材料。(2)一种改性生物炭材料的制备。将炭化生物质置于含氧基团供体溶液中进行浸渍15~120min,得到浸渍炭化生物质;将所述浸渍炭化生物质进行干燥,得到所述改性生物炭材料。该技术的缺点是:制备过程中浸渍时间为长,浸渍液不能回收利用,选择性差。
“一种改性香蕉茎杆生物质炭的制备方法”(CN107262030A)专利技术,该技术的制备方法包括:(1)将香蕉果实串中间的香蕉茎秆通过榨汁机,榨除香蕉茎秆的内部水分,再将得到的香蕉茎杆渣置于烘箱中,在60~80℃下烘干,最后用万能破碎机破碎后过60日筛,制得香蕉茎秆粉;(2)将步骤(1)制得的香蕉茎秆粉置于锥形瓶中,按香蕉茎秆粉与氯化镁水溶液固液比为1∶10~15g/mL加入浓度为1.0~1.2mol/L的氯化镁水溶液,将锥形瓶加盖密封后进行振荡,振荡频率为150r/min,温度为30℃,振荡时间为1小时;然后再密封浸渍23小时,过滤,所得滤渣在105℃的烘箱中烘干,制得氯化镁改性香蕉茎秆粉;(3)将步骤(2)制得的氯化镁改性香蕉茎秆粉装入坩埚中,用锡箔纸将坩埚包裹严实,置于马弗炉中,先以20℃/min升温至400℃,再在温度400~450℃中贫氧碳化3.5小时,并炉冷至室温;(4)将步骤(3)获得的产物磨碎,过100目筛,即制得改性香蕉茎杆生物质炭。该技术制备改性生物质炭周期长,浸渍液不能回收,吸附特定离子的饱和容量低,对NH4-N和PO4-P的吸附量分别为30mg/g和38.5mg/g。该技术的缺点是:制备时间为长,浸渍液不能回收利用,选择性差。
综上所述,现有的浸渍生物质技术存在制备时间长、选择性差和浸渍液不能回收利用等问题,
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷,目的在于提供一种生产周期短、工艺简单和浸渍后液能回收利用的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的制备方法,该方法制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质对钒的优先吸附性强,对钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液吸附效率高。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案的具体步骤是:
步骤一、将生物质在惰性气氛和600~800℃条件下焙烧40~60min,再于相同气氛中随炉冷却至室温,得到改性生物质。
步骤二、按磷酸三丁酯(TBP)∶二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)的体积比为1∶(1~4),将所述磷酸三丁酯和所述二(2-乙基己基)磷酸酯混合,得到浸渍液。
步骤三、按稀释剂∶所述浸渍液的体积比为1∶(0.1~1),将所述稀释剂和所述纯浸渍液混合,得到稀释浸渍液。
步骤四、按照液固比为(10~20)∶1L/kg,将所述稀释浸渍液和所述改性生物质混合,在超声波清洗机中浸渍2~10min,固液分离,得浸渍后液和用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质。
步骤五、将所述浸渍后液返回步骤四,作为所述稀释浸渍液配置使用。
所述生物质为木屑和香蕉皮中的一种;所述生物质的粒度为1~2mm。
所述惰性气体为氮气、氦气和氩气的一种;所述惰性气体的纯度高于90%
所述稀释剂为无水乙醇溶液、乙醚溶液、磺化煤油和石油醚中的一种。
所述超声波清洗机的功率为80~100W。
由于采用上述技术方案,本发明与现有技术相比具有以下积极效果:
本发明将生物质在气氛炉中焙烧,即得改性生物质,在将稀释浸渍液和所述改性生物质在超声波清洗机中浸渍,固液分离,得浸渍后液和用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质,工艺简单和生产周期短;浸渍后液返回步骤四,作为所述稀释浸渍液配置使用,能回收循环使用。
本发明所制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质具有层状多孔结构,有更大比表面积和发达孔隙率,可负载更多的二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)和磷酸三丁酯(TBP),从而钒离子吸附负载过程提供更多活性位点,促进钒离子的吸附传质,当钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液在吸附时间为13h时的吸附效率为80%以上,提高了用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的吸附效率。
由于本发明采用浸渍的P204和TBP,在处理钒(Ⅳ)溶液领域被广泛利用,是目前可用于提取和富集钒(Ⅳ)的主流方法,正是由于P204和TBP的对钒(Ⅳ)选择性,以及可反萃和再生的特殊性质,使本发明具有对于钒(Ⅳ)具有选择性,且用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质可以反萃和再生。
因此,本发明工艺简单、生产周期短和浸渍后液能回收循环使用,所制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质对钒的优先吸附性强,对钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液吸附效率高,用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质可以反萃和再生。
附图说明
图1为本发明制备的一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的SEM图;
图2为图1中A的放大图;
图3为图1所示的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质P元素的EDS图;
图4为图1所示的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质V元素的EDS图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述,并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法。本实施例所述制备方法:
步骤一、将生物质在惰性气氛和600~680℃条件下焙烧40~50min,再于相同气氛中随炉冷却至室温,得到改性生物质。
步骤二、按磷酸三丁酯(TBP)∶二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)的体积比为1∶(1~2),将所述磷酸三丁酯和所述二(2-乙基己基)磷酸酯混合,得到浸渍液。
步骤三、按稀释剂∶所述浸渍液的体积比为1∶(0.1~0.4),将所述稀释剂和所述纯浸渍液混合,得到稀释浸渍液。
步骤四、按照液固比为(10~13)∶1L/kg,将所述稀释浸渍液和所述改性生物质混合,在超声波清洗机中浸渍2~4min,固液分离,得浸渍后液和用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质。
步骤五、将所述浸渍后液返回步骤四,作为所述稀释浸渍液配置使用。
所述生物质为木屑;所述生物质的粒度1~1.5mm。
所述惰性气体为氮气;所述氮气的纯度高于90%。
所述稀释剂为无水乙醇溶液或为乙醚溶液。
所述超声波清洗机的功率为80~90W。
本实施例制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质净化富集含钒(Ⅳ)酸浸液中的钒(Ⅳ)离子,当钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液在吸附时间为13h时的吸附效率为80~90%。
实施例2
一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法。本实施例所述制备方法:
步骤一、将生物质在惰性气氛和680~750℃条件下焙烧50~55min,再于相同气氛中随炉冷却至室温,得到改性生物质。
步骤二、按磷酸三丁酯(TBP)∶二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)的体积比为1∶(2~3),将所述磷酸三丁酯和所述二(2-乙基己基)磷酸酯混合,得到浸渍液。
步骤三、按稀释剂∶所述浸渍液的体积比为1∶(0.4~0.7),将所述稀释剂和所述纯浸渍液混合,得到稀释浸渍液。
步骤四、按照液固比为(13~17)∶1L/kg,将所述稀释浸渍液和所述改性生物质混合,在超声波清洗机中浸渍4~6min,固液分离,得浸渍后液和用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质。
步骤五、将所述浸渍后液返回步骤四,作为所述稀释浸渍液配置使用。
所述生物质为木屑;所述生物质的粒度1.4~1.8mm mm。
所述惰性气体为氦气;所述氦气的纯度高于94%。
所述稀释剂为磺化煤油。
所述超声波清洗机的功率为90~95W。
本实施例制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质净化富集含钒(Ⅳ)酸浸液中的钒(Ⅳ)离子,当钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液在吸附时间为13h时的吸附效率为82~93%。
实施例3
一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法。本实施例所述制备方法:
步骤一、将生物质在惰性气氛和750~800℃条件下焙烧55~60min,再于相同气氛中随炉冷却至室温,得到改性生物质。
步骤二、按磷酸三丁酯(TBP)∶二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)的体积比为1∶(3~4),将所述磷酸三丁酯和所述二(2-乙基己基)磷酸酯混合,得到浸渍液。
步骤三、按稀释剂∶所述浸渍液的体积比为1∶(0.7~1),将所述稀释剂和所述纯浸渍液混合,得到稀释浸渍液。
步骤四、按照液固比为(16~20)∶1L/kg,将所述稀释浸渍液和所述改性生物质混合,在超声波清洗机中浸渍6~10min,固液分离,得浸渍后液和用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质。
步骤五、将所述浸渍后液返回步骤四,作为所述稀释浸渍液配置使用。
所述生物质为香蕉皮;所述生物质的粒度1.5~2.0mm。
所述惰性气体为氩气;所述氩气的纯度高于98%。
所述稀释剂为石油醚。
所述超声波清洗机的功率为95~100W。
本实施例制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质净化富集含钒(Ⅳ)酸浸液中的钒(Ⅳ)离子,当钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液在吸附时间为13h时的吸附效率为85~98%。
本具体实施方式将生物质在气氛炉中焙烧,即得改性生物质,在将稀释浸渍液和所述改性生物质在超声波清洗机中浸渍,固液分离,得浸渍后液和用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质,工艺简单和生产周期短;浸渍后液返回步骤四,作为所述稀释浸渍液配置使用,能回收循环使用。
本具体实施方式所制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质如附图所示,图1为实施例1制备的一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的SEM图;图2为图1中A的放大图;图3为图1所示的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质P元素的EDS图;图4为图1所示的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质V元素的EDS图。从图1和图2可以看出:所制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质具有层状多孔结构,有更大比表面积和发达孔隙率。从图3和图4可以看出:可负载的二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)和磷酸三丁酯(TBP),从而钒离子吸附负载过程提供更多活性位点,促进钒离子的吸附传质,提高了用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的吸附效率,当钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液在吸附时间为13h时的吸附效率为80%以上。
由于本具体实施方式采用浸渍的P204和TBP,在处理钒(Ⅳ)溶液领域被广泛利用,是目前可用于提取和富集钒(Ⅳ)的主流方法,正是由于P204和TBP的对钒(Ⅳ)选择性,以及可反萃和再生的特殊性质,使本具体实施方式具有对于钒(Ⅳ)具有选择性,且用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质可以反萃和再生。
因此,本具体实施方式工艺简单、生产周期短和浸渍后液能回收循环使用,所制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质对钒的优先吸附性强,对钒(Ⅳ)浓度低于1.8g/L的含钒溶液吸附效率高,用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质可以反萃和再生。
Claims (6)
1.一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的制备方法,其特征在于制备方法的具体步骤是:
步骤一、将生物质在惰性气氛和600~800℃条件下焙烧40~60min,再于相同气氛中随炉冷却至室温,得到改性生物质;
步骤二、按磷酸三丁酯∶二(2-乙基己基)磷酸酯的体积比为1∶(1~4),将所述磷酸三丁酯和所述二(2-乙基己基)磷酸酯混合,得到浸渍液;
步骤三、按稀释剂∶所述浸渍液的体积比为1∶(0.1~1),将所述稀释剂和所述纯浸渍液混合,得到稀释浸渍液;
步骤四、按照液固比为(10~20)∶1L/kg,将所述稀释浸渍液和所述改性生物质混合,在超声波清洗机中浸渍2~10min,固液分离,得浸渍后液和用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质;
步骤五、将所述浸渍后液返回步骤四,作为所述稀释浸渍液配置使用。
2.根据权利要求1所述的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的制备方法,其特征在于所述生物质为木屑和香蕉皮中的一种;所述生物质的粒度为1~2mm。
3.根据权利要求1所述的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的制备方法,其特征在于所述惰性气体为氮气、氦气和氩气的一种;所述惰性气体的纯度高于90%。
4.根据权利要求1所述的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的制备方法,其特征在于所述稀释剂为无水乙醇溶液、乙醚溶液、磺化煤油和石油醚中的一种。
5.根据权利要求1所述的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的制备方法,其特征在于所述超声波清洗机的功率为80~100W。
6.一种用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质,其特征在于所述用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质是根据权利要求1~5项中任一项所述用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质的制备方法所制备的用于处理含钒(Ⅳ)溶液的浸渍生物质。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111515556.0A CN114288992B (zh) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 一种用于处理含钒(ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111515556.0A CN114288992B (zh) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 一种用于处理含钒(ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114288992A true CN114288992A (zh) | 2022-04-08 |
CN114288992B CN114288992B (zh) | 2023-06-20 |
Family
ID=80968225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111515556.0A Active CN114288992B (zh) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 一种用于处理含钒(ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114288992B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06192760A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-12 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | バナジウムの分離回収方法 |
CN105219959A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-01-06 | 武汉理工大学 | 采用溶剂浸渍树脂分离净化石煤提钒酸浸液的方法 |
CN108529587A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-09-14 | 北京化工大学 | 一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法及其应用 |
CN109517973A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-26 | 武汉科技大学 | 一种含钒页岩生物-焙烧酸浸联合富集钒的方法 |
CN112452297A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-03-09 | 浙江科技学院 | 一种改性生物炭材料及其制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-12-13 CN CN202111515556.0A patent/CN114288992B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06192760A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-12 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | バナジウムの分離回収方法 |
CN105219959A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-01-06 | 武汉理工大学 | 采用溶剂浸渍树脂分离净化石煤提钒酸浸液的方法 |
CN108529587A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-09-14 | 北京化工大学 | 一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法及其应用 |
CN109517973A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-26 | 武汉科技大学 | 一种含钒页岩生物-焙烧酸浸联合富集钒的方法 |
CN112452297A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-03-09 | 浙江科技学院 | 一种改性生物炭材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A. CHERGUI ET AL.: "Simultaneous biosorption of Cu2+, Zn2+ and Cr6+ from aqueous solution by Streptomyces rimosus biomass", 《DESALINATION》, vol. 206, pages 179 - 184, XP005929649, DOI: 10.1016/j.desal.2006.03.566 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114288992B (zh) | 2023-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112456491B (zh) | 一种环保再生活性炭生产工艺 | |
CN101804325A (zh) | 一种改性活性炭吸附脱硫剂的制备方法 | |
CN110280215B (zh) | 一种纳米银-笋壳生物炭复合材料的制备方法及应用 | |
CN105709853B (zh) | 一种回收利用废加氢催化剂的方法 | |
CN111408376B (zh) | 一种具备重金属吸附以及有机物降解的多功能生物炭的制备方法及其应用 | |
CN109701493A (zh) | 一种氮掺杂生物炭的制备方法 | |
CN112079353A (zh) | 一种用于中药渣改性活性生物炭制备技术 | |
CN110520435B (zh) | 一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法 | |
CN111921497A (zh) | 一种利用热解苹果渣制备磁性生物炭的方法 | |
CN114288992A (zh) | 一种用于处理含钒(ⅳ)溶液的浸渍生物质及其制备方法 | |
CN107963628A (zh) | 核桃壳活性炭的制备及其用于吸附回收菲污染土壤淋洗液中淋洗剂的方法 | |
CN111232978A (zh) | 果壳生物质分组分制备高得率活性炭的方法 | |
CN110157466B (zh) | 一种利用沸石分子筛负载型复合催化剂催化氧化去除油品中二苯并噻吩的方法 | |
CN113578292A (zh) | 一种超临界二氧化碳萃取再生粉末活性炭的方法 | |
CN107552015B (zh) | 一种改性山竹壳及利用其降低水体中钒的方法 | |
CN109911895B (zh) | 一种烟草基改性活性炭的制备方法 | |
CN111111667A (zh) | 凹凸棒石基油泥裂解催化剂的制备方法 | |
CN105642226B (zh) | 一种利用废弃硅藻土制备硅炭复合材料的方法 | |
CN103691410A (zh) | 稀土改性半焦煤粉体材料及其制备方法 | |
CN101422737B (zh) | 黄磷尾气脱磷专用催化剂tp201的制备方法 | |
CN110433773A (zh) | 一种碳基吸附剂及其制备方法和应用 | |
CN100455346C (zh) | 用于深度净化植物提取物中痕量砷的吸附剂及其制备方法 | |
CN109502585A (zh) | 一种镁氮共掺杂的高比表面积生物质活性炭的制备方法 | |
CN106669865B (zh) | 一种铁中毒失活加氢脱硫催化剂再生液及再生方法 | |
CN107583619A (zh) | 用于空气污染治理的吸附材料及其制备方法 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |