[發(fā)明專利]一種吸附鎘離子的生物質(zhì)改性吸附劑及其制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210006790.5
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102553539A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍騰;林芳芳;易筱筠;黨志
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
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技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于改性吸附材料領(lǐng)域，涉及生物質(zhì)改性吸附劑，具體涉及一種吸附鎘離子的生物質(zhì)吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

水體重金屬污染已成為日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)的重金屬廢水處理方法如化學(xué)沉淀法、電解法、離子交換法等在處理低濃度重金屬廢水時存在操作繁瑣、運行費用較高等缺點。吸附法屬于傳統(tǒng)的重金屬離子廢水處理方法之一，以活性炭、高分子樹脂為代表的傳統(tǒng)吸附材料盡管吸附量大、吸附速率快，但使用壽命短、再生成本昂貴。

農(nóng)林廢棄物屬于一類新型的廉價吸附材料。如中國專利CN201010301107.1公開的用天然柿子粉為原料，在酸性條件下與丙酮交聯(lián)縮合制備的吸附重金屬離子的生物吸附劑。目前，這類生物質(zhì)吸附劑存在的主要缺陷是：原料成本較高、制備方法較復(fù)雜，且吸附劑為粉末狀，不能直接用于吸附塔等靜態(tài)自然修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種吸附鎘離子的生物質(zhì)吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明以廢棄花生殼為原料，利用高錳酸鉀改性制備生物質(zhì)吸附劑，得到的生物吸附劑課應(yīng)用于固定床吸附或河流原位吸附。本發(fā)明的原料來源廣泛、價廉易得，其制備方法簡單可行，成本低。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種吸附鎘離子的生物質(zhì)改性吸附劑，以廢棄花生殼為原料，用高錳酸鉀改性制備得到。

本發(fā)明所述的生物吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0.85~2.00mm花生殼顆粒；

（2）向步驟（1）得到的花生殼顆粒中加入高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后取出，水洗至中性，干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑。

步驟（2）中，所述高錳酸鉀溶液的摩爾濃度為0.05~0.1mol/L；所述花生殼顆粒與高錳酸鉀溶液的質(zhì)量體積比為10~20g/L。

步驟（2）中，所述攪拌反應(yīng)的時間為12~48h；所述干燥的溫度為50~80℃。

本發(fā)明還提供一種所述的生物質(zhì)改性吸附劑在低濃度鎘離子廢水吸附處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑在應(yīng)用時，將吸附劑填充于吸附柱中，含鎘離子的廢水通過蠕動泵由上而下恒速通過吸附柱。

所述吸附柱為圓柱形活動式，吸附柱高度與直徑比為20:1，吸附柱直徑與吸附劑粒度比為（1~23）：1，當(dāng)吸附柱出水濃度高于0.1mg/L時，應(yīng)更換吸附劑。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：

（1）本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑可以有效吸附重金屬廢水中的鎘離子，鎘離子去除率可達(dá)到99.9%以上；

（2）本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑采用廢棄花生殼為原料制成，這類農(nóng)林廢棄物來源廣泛，價廉易得；

（3）本發(fā)明的制備方法簡單易行，成本低，易于實現(xiàn)工業(yè)化；

（4）本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑為顆粒狀，不需要經(jīng)過造粒程序，便于實際應(yīng)用，可直接應(yīng)用于塔式吸附及自然水體原位修復(fù)。

具體實施方式

下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于此。

實施例1

將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0.85~2.00mm花生殼顆粒；向30g上述花生殼顆粒中加入1.5~3L摩爾濃度0.05~0.1mol/L的高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應(yīng)12~48h，取出后水洗至中性，于50~80℃干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑。

稱取28.26g上述得到的吸附劑，均勻裝入吸附柱，配制濃度為2mg/L的含鎘模擬廢水，調(diào)節(jié)pH為4.7~6.5，將模擬鎘離子廢水通過蠕動泵以26.27mL/min速度通過吸附柱，用原子吸收色譜測定不同時間下吸附柱流出液的鎘離子濃度。經(jīng)試驗測定吸附柱出水鎘離子最低濃度低于0.001mg/L，當(dāng)吸附操作時間到達(dá)13h后，出水濃度由0.1mg/L逐漸升高，此時應(yīng)更換吸附劑。

實施例2

將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0.85~2.00mm花生殼顆粒；向40g上述花生殼顆粒中加入2~4L摩爾濃度0.05~0.1mol/L的高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應(yīng)12~48h，取出后水洗至中性，于50~80℃干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑。