[發明專利]一種利用稻殼制備吸附劑的方法

無效

• 申請號: 201410644979.6
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104475042A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 王勝
• 申請（專利權）人: 王勝
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用生物質制備吸附材料的方法，特別涉及一種利用稻殼制備吸附劑的方法。

背景技術

進入21世紀，電鍍、采礦、化工等行業迅速發展，給我們生活帶來了便利的同時，重金屬污染也越來越嚴重，污染源也越來越多。例如，選礦廠尾礦排水、有色金屬冶煉廠除塵排水、有色金屬加工廠酸洗水、電鍍廠鍍件洗滌水，以及電解、醫藥、油漆、顏料等工業的廢水都是重金屬廢水的重要來源。重金屬污染與其它污染源不同，其它污染源經過自然的方式可以自動降解，使其有害性降低或解除，而重金屬污染很難在環境中自動降解，這些重金屬廢水進入環境或生態系統后，可通過食物鏈進行轉移、積累、放大，對人類和生物造成極大的危害。例如鉻，含鉻廢水中的鉻主要以Cr⁶⁺化合物存在，Cr⁶⁺具有致癌致突變能力，在低濃度下也具有相當高的毒性，而且容易遷移，具有很強的氧化能力，對環境具有很大的危害，飲用水中含鉻濃度在?0.1mg/L以上時，就會使人嘔吐，侵害腸道和腎臟。灌溉水中濃度為?0.1mg/L，可對水稻種子萌芽有抑制作用。還有重金屬銅，銅對人體造血、細胞生長，人體某些酶的活動及內分泌腺功能均有影響。若攝入過量的銅，就會刺激消化系統，引起腹痛、嘔吐，長期過量還會促使肝硬化。銅對低等生物和農作物毒性較大，其濃度達0.1-0.2mg/?L即可使魚類致死。對于農作物，銅可使植物吸收養分的機能受到阻礙，植物吸收銅離子后，即固定于根部皮層，灌溉水中含銅較高時，即在土壤和作物中積累，可使作物枯死。銅對水體自凈作用也有較嚴重影響，濃度為0.1mg/L時，使水的生化耗氧過程明顯地受到抑制。

重金屬廢水的的處理方法有離子交換法、電化學法、化學沉淀法、膜分離技術法、生物處理法、吸附法等，其中吸附法主要是利用高比表面積或具有多孔結構的物質作為吸附材料去吸附重金屬離子。該法的核心是吸附劑的選擇，常用的吸附劑有活性炭、礦物質、分子篩和微生物。活性炭有較強的吸附能力，可以同時吸附多種重金屬離子，去除率高，但再生效率低，處理水質達不到GB標準，價格高，應用被限制；利用微生物作為吸附材料，主要有菌體、藻類和細胞提取物等，這些生物吸附劑對不同的重金屬離子表現出不同的吸附能力，但其吸附效果受外界環境因素和水體pH值的影響較大。因此開發廉價且高效的重金屬吸附劑是最為關鍵的核心問題。稻殼富含纖維素、木質素等，纖維素和木質占稻殼重量的50%以上。因此以稻殼為基礎原料進行改性、活化，可制備出較高吸附能力的新型吸附劑。?水稻主要分布在東亞、南亞及東南亞地區，亞洲是水稻的最大產區，我國也是水稻的種植大國，主要分布長江中下游的湖南、湖北、江西、安微，華南的廣東、廣西、福建等，我國稻谷種植面積約30000千公頃，產量近2億頓，稻谷殼作為一種農業廢棄物，我國資源豐富，但開發應用相對不足，除少量用作飼料外，大量被燒掉或扔掉，造成環境污染和資源浪費。將稻殼改性制備成吸附劑用于廢水處理，可達到以廢治廢，實現經濟效益、社會效益及環境效益的統一。本發明以稻殼為原料，通過改性制備一種新型生物質吸附劑，用于廢水處理。把稻殼改性制備成一種低成本的的重金屬吸附劑，將大大提高花生殼的利用效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用稻殼制備吸附劑的方法。該方法制備的吸附吸附劑成本低廉、吸附量大、且不易造成二次污染。

為實現這一目的，本發明采用稻殼作為原料，具體步驟是通過以下技術路線實現的：

⑴?選用稻殼，進行清洗、搗碎、烘干或曬干；

⑵?將烘干或曬干的殼磨成粉，并過70目篩；

⑶?用7%-9%的HNO₃回流2-3h，再用3%-5%NaOH回流1-2h，水洗后常溫干燥得稻殼纖維素；

⑷?取制得的纖維素10-20g置于三頸瓶中，依次加入20ml濃度為2-3mo/L的NaOH溶液、60ml環氧氯丙烷，加熱回流1-2h，過濾；

⑸以丙酮和水交叉洗滌至中性，在60-80℃下干燥得淺黃色交聯纖維素；

⑹在裝有回流冷凝管和攪拌器的三頸瓶中加入一定量的已交聯的纖維素、3-氯-2-羥基丙磺酸鈉、1mol/L二氧六環水溶液和1mol/L?Na₂CO₃溶液，輕輕震蕩搖勻；

⑺控溫50-60℃條件下攪拌反應一定時間后濾出產物；

⑻將產物先后用水、酒精洗滌3次；

⑼?洗凈后真空干燥得2-羥基-3-磺酸基丙基纖維素醚，即一種稻殼吸附材料。

優先地，所述加入的3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的制備方法包括如下步驟：