[發(fā)明專利]一種毛竹遺態(tài)Fe2O3/Fe3O4復合重金屬吸附劑的制備方法

有效

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• 申請日: 2012-11-11
• 公開（公告）號: CN102895957A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 朱宗強;朱義年;韋文慧;謝麗唯;秦輝;魏彩春;梁美娜
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
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技術領域

本發(fā)明屬于廢物資源化利用和水處理技術領域，特別涉及一種毛竹遺態(tài)Fe₂O₃/Fe₃O₄復合重金屬吸附劑的制備方法，利用毛竹為植物模板，經(jīng)過工藝控制，制備出以Fe₂O₃/Fe₃O₄為主要材料的復合重金屬吸附劑。

背景技術

重金屬是一種可在生物體內蓄積的有毒元素，隨著工業(yè)的發(fā)展，重金屬污染受到廣泛重視，重金屬進入環(huán)境后會在生物鏈中累積和富集，且不能被生物降解，可長期潛伏在環(huán)境中，并伴隨食物鏈進入人體嚴重危害生命健康；目前水中重金屬的去處方法主要有化學沉淀法、電浮選法、離子交換法、膜分離法和吸附法，其中吸附法由于其具有不產(chǎn)生二次污染，可再生回收等優(yōu)點而備受重視；目前，最常用的吸附劑有活性碳和改性纖維素等，但是大多吸附劑因成本高或是生產(chǎn)工藝復雜而限制其應用。

遺態(tài)材料是借用自然界經(jīng)億萬年的生物自身多層次、多維、多結構的本征結構，通過人工方法，變更其結構組分，制備出既保持自然界生物精細結構，又通過有選擇性的復合，人為賦予特性和功能的材料；它主要將植物模板的機理引入無機材料的合成和復合材料的制備，以天然植物結構為模板，制備出各種各樣具有鮮明植物結構特點、獨特顯微組織、組織結構可控、物理和力學性能可控的有序多孔無機纖維材料，從而制備出具有植物纖維生態(tài)陶瓷和金屬材料所具有的綜合性能優(yōu)良的遺態(tài)材料。

目前，國內外的研究者們已在嘗試以不同的纖維材料（如棉花、稻殼、黃麻、紙制品等）為模板制備獲得具備不同傾向功能的遺態(tài)多孔氧化物；木質材料通過炭化可形成具有多孔結構的炭材料，該材料經(jīng)過特殊表面處理即可具有很強吸附活性，可應用于水體凈化，改善居住環(huán)境，電磁波屏蔽等環(huán)境保護等領域。

毛竹具有生長快、產(chǎn)量高、質量好、用途廣的特點，是我國經(jīng)濟價值最高、面積分布最廣的竹種之一（占全國竹林面積的47%），在廣西至2001年起就開始大量引進毛竹進行種植；毛竹的利用近幾年來得到了重視與發(fā)展，廣泛應用于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、制造業(yè)和建筑業(yè)等領域，有很高的利用價值；目前對毛竹的利用主要集中在制紙漿、農(nóng)具、家具和日常生活用品，且主要利用毛竹主干，對毛竹根部以及分枝以上部分通常丟棄或作為柴火，這些部分作為可再生性廢棄物資源，如果處理不當，不僅會造成資源浪費，更會形成污染，給環(huán)境保護帶來壓力，不利于生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展；另外，毛竹具有不同尺度范圍的有序多孔的特殊解剖結構，紋孔膜和紋孔塞的存在，使得紋孔不是一種天然的開孔，通過適宜浸煮劑的預處理可以方便地將木材中導管孔的浸填體組織去除，增加待試毛竹竹材內部結構的三維網(wǎng)絡連通性，提高后期浸漬性能，同時提高產(chǎn)物的網(wǎng)絡連通性，利于制備植物模板多孔吸附材料。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種毛竹遺態(tài)Fe₂O₃/Fe₃O₄復合重金屬吸附劑的制備方法；該方法以稀氨水為浸煮劑，硝酸鐵為前驅體溶液制備毛竹遺態(tài)Fe₂O₃/Fe₃O₄復合重金屬吸附劑的方法，通過人工控制制備工藝，合成具有天然植物結構形態(tài)的毛竹遺態(tài)Fe₂O₃/Fe₃O₄復合重金屬吸附劑，對其進行物相與結構、成分組成以及形貌特征實驗表征，并應用于水環(huán)境有毒重金屬元素的吸附處理實驗，是一種廉價和環(huán)境友好材料，為毛竹木材利用提供一種新方法、新途徑。

具體步驟為：

(1)將毛竹切塊干燥后，削去結構致密的表層結構，備用。

(2)配置體積濃度為5~8%的稀氨水作為實驗浸煮劑。

(3)將硝酸鐵溶于體積比為1:1的乙醇-超純水混合溶劑中制得摩爾比濃度為1.2~2?mol/L的硝酸鐵溶液作為前驅體溶液。

(4)將步驟(1)獲得的產(chǎn)物置于步驟(2)所制得的實驗浸煮劑中，在95~105℃條件下浸煮6小時，完成抽提預處理。

(5)將步驟(4)獲得的產(chǎn)物用超純水洗凈，并在75~85℃的烘箱內干燥24小時。