[發(fā)明專利]能去除廢水中砷的山核桃殼生物質(zhì)遺態(tài)材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310602317.8
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103566887A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李金城;沈雨樨;莫德清;李文文;施欽
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/64
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)材料研究領(lǐng)域，特別是一種能去除廢水中砷的山核桃殼生物質(zhì)遺態(tài)材料的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，工廠企業(yè)如造紙、冶煉、燃料、電池等大量行業(yè)得到了快速發(fā)展，隨之而來的是大量含重金屬廢水、固體廢棄物和廢氣被排放到環(huán)境中，這對一些地區(qū)的環(huán)境造成比較大的壓力，環(huán)境中的重金屬有很強的毒性，已對生物體造成了嚴(yán)重威脅。而砷作為重金屬污染元素多與其他礦物（如有色金屬礦物）伴生存在，由于自然釋放和人為的開發(fā)，尤其是對貧礦的大量開采和使用，生產(chǎn)過程中大量砷隨主元素被開發(fā)出來進入環(huán)境。采礦、有色金屬冶煉、硫酸制備、化工染料及農(nóng)藥生產(chǎn)等工業(yè)領(lǐng)域排出的廢水往往含有高濃度砷

目前，有很多處理含砷廢水的方法，如化學(xué)沉淀法、離子交換法、電化學(xué)處置、反滲透法等。然而，這些方法在去除低濃度砷時效率較低且處理費用較高。由此，生物吸附法作為一種成本低廉的方法越來越受到人們青睞，此外，這種方法所用的材料也具有無二次污染、環(huán)境友好等特點。

生物質(zhì)材料是以木本植物、禾本植物和藤本植物及其加工剩余物和廢棄物為原料，通過物理、化學(xué)和生物等高技術(shù)手段，加工制造性能優(yōu)異、附加值高的新材料。山核桃殼一直以來被直接丟棄而未被有效地利用，相關(guān)資料及實驗利用山核桃殼生產(chǎn)活性炭，但產(chǎn)量很低。利用山核桃殼豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，以及氧化鐵對重金屬的去除效果制成的生物質(zhì)材料，既能保持山核桃殼內(nèi)部豐富空隙結(jié)構(gòu)特性又能具備氧化鐵的吸附性能，因此可以作為新型的吸附材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種生物質(zhì)遺態(tài)材料的制備方法，制得的遺態(tài)材料可有效吸附及去除重金屬廢水中的砷。

具體步驟為：

（1）將山核桃殼削去內(nèi)部薄膜質(zhì)結(jié)構(gòu)，干燥后切割為近似等大的小塊體，然后在體積濃度為6%~8%的稀氨水中于100℃下浸煮4~6小時做抽提預(yù)處理，再洗凈干燥。

（2）將1~2克硝酸鐵溶于體積比為1:1的無水乙醇和超純水的混合溶劑中得到實驗前驅(qū)體溶液。

（3）將步驟（1）制得的產(chǎn)物浸漬在步驟（2）所得實驗前驅(qū)體溶液中，在40~60℃的條件下水浴控制一周后取出試樣烘干20~30小時，重復(fù)浸漬、烘干過程3次。

（4）將步驟（3）所得產(chǎn)物在馬弗爐中450~550℃焙燒1~3小時后爐冷至室溫，粉碎并過100目篩，即獲得山核桃殼生物質(zhì)遺態(tài)材料。

本發(fā)明利用山核桃殼豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，以及氧化鐵對重金屬的去除效果制成生物質(zhì)材料，獲得一個既能保持山核桃殼內(nèi)部豐富空隙結(jié)構(gòu)特性又能具備氧化鐵的吸附性能的生物質(zhì)吸附材料。

具體實施方式

實施例：

（1）將山核桃殼削去內(nèi)部薄膜質(zhì)結(jié)構(gòu)，干燥后切割為長、寬、高均為1-2厘米的小塊體，然后在體積濃度為7%的稀氨水中于100℃下浸煮5小時做抽提預(yù)處理，隨后將山核桃殼洗凈，70℃下干燥24小時。

（2）將1克硝酸鐵溶于體積比為1:1的無水乙醇和超純水的混合溶劑中得到實驗前驅(qū)體溶液。

（3）將步驟（1）制得的產(chǎn)物浸漬在步驟（2）所得實驗前驅(qū)體溶液中，在50℃的條件下水浴控制一周后取出試樣烘干24小時，重復(fù)上述浸漬、烘干過程3次。

（4）將步驟（3）所得產(chǎn)物在馬弗爐中500℃焙燒2小時后爐冷至室溫；利用萬能粉碎機粉碎并過100目篩，即獲得山核桃殼生物質(zhì)遺態(tài)材料即山核桃殼復(fù)合材料吸附劑。

在恒溫條件下選100?ml?的具塞三角瓶，每個三角瓶中加入100ml的As離子溶液和1?g?山核桃殼粉，反應(yīng)120?分鐘?完成。在實驗設(shè)定范圍內(nèi)，砷初始濃度為10mg/L，溶液初始pH=5，溫度為30℃，吸附粒徑小于100目，吸附劑用量為0.7mg/50mL，吸附時間為5小時時，對砷的去除效率最高，為90%。