[發明專利]一種以米糠為原料制備生物吸附劑的方法

有效

• 申請號: 201310419013.8
• 申請日: 2013-09-14
• 公開（公告）號: CN103433004A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 鄧仕槐;粱東旭;楊新瑤;羅春燕;王成明;肖鴻;王莉淋;沈飛;李黎;李遠偉;張延宗;白林
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明涉及一種以米糠為原料制備生物吸附劑的方法，具體地說是一種以米糠為原材料進行預處理、堿處理及氧化處理聯合改性制備一種優質高效生物吸附劑的方法，屬于資源化利用農業副產物，用于吸附去除水體中重金屬這一技術領域。

背景技術

環境中重金屬污染及其危害已經成為全球性問題之一。重金屬鎘毒性大、分布廣且對人體和動植物健康具有嚴重危害，鎘在低濃度情況下便可對動植物生命組織產生毒性。含鎘廢水主要來自礦冶過程、電池生產、制革、電鍍、影片和汽車制造等行業。近年來，我國的水體及土壤重金屬問題愈發突出，局部地區出現的鎘米危機已逐步成為社會關注的熱點，因此，如何有效防止和修復鎘污染已受到環境保護研究者的高度關注。傳統的含鎘廢水處理方法主要有離子交換法、化學沉淀法、電解法、凝聚法、膜分離法和氧化還原法等，這些方法普遍存在處理效果差、花費成本高且易造成二次污染等缺點。因此，尋找一種有效處理含鎘廢水的新方法新材料，對于生態環境的健康可持續發展十分重要。

米糠是農業生產過程中的一種副產品，目前主要用途為動物飼料、焚燒處理、堆肥還田等，產品附加值較低，且某些利用方式如焚燒處理會對環境造成污染。本發明采用米糠為原料，經過粉碎過篩等預處理、氫氧化鈉堿處理、高錳酸鉀氧化處理等步驟制得成品生物吸附劑，提供了一種成本低廉，性能優越，附加值高的利用農業副產品制備改性生物吸附劑的方法。

發明內容

本發明的主要目的是針對現有技術存在的不足，提供一種吸附重金屬能力較強的利用農業副產品米糠為原料制備生物吸附劑的方法。

本發明提出的技術方案為一種利用農業副產品米糠為原料制備生物吸附劑的方法。該方法是原始米糠經預處理后，利用NaOH堿溶液浸泡處理，濾渣經水洗至接近中性，恒溫干燥后，再用高錳酸鉀溶液對其進行氧化處理，所得材料經多次洗滌、過濾、恒溫烘干后即得所述產品。

本發明的技術方案為：

一種以米糠為原料制備生物吸附劑的方法，具體包括以下步驟：

（1）預處理：采用農業副產物米糠，原始材料直接取自大米加工廠，先人工去除明顯的雜質，再依次利用自來水、蒸餾水和去離子水反復清洗后，在60℃恒溫條件下烘干至恒重，然后粉碎過篩，保留40-60目之間的樣品；

（2）堿處理：稱取步驟（1）制得的材料，按照固液比1g：10ml加入質量分數為2wt%-8wt%的NaOH溶液，搖勻后在常溫下浸泡24小時，每間隔2小時振蕩搖勻一次；

（3）將步驟（2）中材料使用真空抽濾進行固液分離，使用去離子水反復沖洗NaOH處理的材料，直至pH接近中性，將所得濾渣在60℃恒溫條件下烘干至恒重；

（4）氧化處理：稱取步驟（3）中所得的堿處理濾渣，按照固液質量比為1:10～1:20加入高錳酸鉀溶液，搖勻后在常溫下浸泡進行氧化處理，每間隔1小時振蕩搖勻一次；

（5）將步驟（4）中得到的材料使用真空抽濾進行固液分離，使用去離子水反復沖洗高錳酸鉀處理后的材料，將所得濾渣在60℃恒溫條件下烘干至恒重，即得到目標產物。

所述的方法，所述高錳酸鉀溶液濃度控制在0.5wt%-2wt%。

所述的方法，所述高錳酸鉀氧化處理浸泡時間為4～24小時。

本發明與現有技術相比，優點在于：所選原材料農業副產品，價廉易得，對原材料的改性所需化學試劑為常用藥品，操作步驟簡便易行，所需設備臺套少，投資小，工藝簡單，容易實現工業化生產，所得產品吸附性能優越，并且有效降低了殼類有機農業副產品的環境風險，屬于農業副產品資源化再利用。

附圖說明

圖1為原始米糠材料外壁表面放大10萬倍的掃描電鏡圖；

圖2為本發明實施例3中所得生物吸附劑外壁表面放大10萬倍的掃描電鏡圖；

圖3為原始米糠材料外壁表面放大5萬倍的掃描電鏡圖；

圖4為本發明實施例3中所得生物吸附劑外壁表面放大5萬倍的掃描電鏡圖；

圖5為本發明實施例3中所得生物吸附劑在不同初始濃度下對鎘的吸附容量圖；

圖6為本發明實施例3中所得生物吸附劑在不同處理時間下對鎘的吸附容量圖；

圖7為本發明實施例3中所得生物吸附劑在不同初始pH下對鎘的吸附容量圖；

圖8為本發明實施例2中所得生物吸附劑在不同初始濃度下對鎘的吸附等溫模型模擬圖；

圖9為本發明實施例3中所得生物吸附劑在不同初始濃度下對鎘的吸附等溫模型模擬圖；

圖10為本發明實施例4中所得生物吸附劑在不同初始濃度下對鎘的吸附等溫模型模擬圖；

具體實施方式