[發明專利]一種生物吸附劑的用途

在審

• 申請號: 201410830456.0
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104492392A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 葉李藝;周儒森;羅智明;王帥;莊燦峰;張敬苗
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;C02F1/58
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 劉勇;馬應森

技術領域

本發明涉及生物吸附劑，尤其是涉及一種生物吸附劑在制備重金屬和染料廢水生物吸附劑中的用途。

背景技術

20世紀以來，隨著現代工業的發展，重金屬和染料對水資源的污染已成為亟待解決的重大環境問題。天然水體中重金屬含量很少，受污染水中的重金屬主要來自采礦、電鍍、化工等工業部門。過量重金屬在人體體內積累，會引起嘔吐、頭痛、眩暈、呼吸困難甚至生命危險；過量重金屬還會危害多數植物的正常生長，破壞水生動物的滲透調節。據估計，全世界每年染料加工過程中有4～8萬噸染料作為廢水排入江湖、大海和地面水中，染料廢水具有COD高、成分復雜、難降解等特點，致癌性高。

目前，重金屬廢水處理技術主要有化學沉淀法、電解法、離子交換法、膜分離法等；染料廢水處理方法主要有絮凝法、氧化法、生物處理法、膜分離法等。然而，這些方法處理低質量濃度的重金屬或染料廢水的效率較低、處理成本較高，且易造成更難處理的二次污染。基于此，吸附法以其高效率、低成本的優勢而成為研究熱點。

凡具有吸附能力的生物體或其衍生物都稱為生物吸附劑。由于生物質具有來源豐富、數量巨大、可再生和再生周期短、活性基團豐富等優點，近年來已被廣泛用于重金屬和染料廢水的處理。近年來，生物吸附劑在廢水處理方面得到越來越廣泛的應用，為使生物質吸附法更加高效，對生物質原料進行化學或物理改性成為研究人員的廣泛選擇。

檸檬酸是一種三羧酸類化合物，性質優良、廉價易得，使得其已經成為研制新型高效吸附劑的常用化學改性劑，可有效提高生物吸附劑對重金屬離子和染料分子的吸附效果(①唐文清,曾榮英,馮泳蘭,伍偉,王雪新,李小明.檸檬酸改性柚子皮纖維素對廢水中銅離子的吸附[J].過程工程學報,2012,12(5):776-780.②李逢雨,陳金毅,余訓民,李慶新,唐愛林,王勇,龍航.一種檸檬酸修飾油菜秸稈吸附劑的制備方法及應用:中國,102266756A[P].2011-12-07.)。檸檬酸對生物質的化學改性方法一般經過固液接觸、過濾、干燥等處理得到改性生物吸附劑，但對于改性后的濾液一般沒有進行充分利用，至今尚未見對生物質改性后濾液進行利用的相關文獻報道。

殼聚糖是由自然界廣泛存在的幾丁質經過脫乙酰作用得到的生物質，不溶于水而易溶于酸，這種天然高分子具有良好的生物相容性、可降解性等特點，且結構富含氨基和羥基，對于重金屬離子和染料分子具有一定的捕捉能力，這些性能能使其成為在水處理、金屬提取及回收、生化和生物醫學工程等諸多領域爭相研究的對象。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種生物吸附劑在制備重金屬和染料廢水生物吸附劑中的用途。

所述生物吸附劑由以下方法制備：

1)將生物質原材料洗凈、烘干、粉碎過篩，得到生物質粉末；

2)將檸檬酸溶液與生物質粉末混合浸漬、加熱攪拌得到固液混合物；

3)將步驟2)所得固液混合物抽濾，收集濾液；

4)將步驟3)所得的濾液與殼聚糖混合，加熱攪拌，調節pH值為8～10，析出固體物，繼續攪拌，然后冷卻，抽濾，洗滌至中性，得到中性濾渣；

5)將步驟4)所得的中性濾渣烘干、粉碎，即得到所述生物吸附劑。

在步驟1)中，所述篩的目數可為60～200目，所述生物質可為茶渣、筍殼、柑橘皮渣等中的至少一種。

在步驟2)中，所述檸檬酸溶液的摩爾濃度可為0.1～1.0mol/L，所述生物質粉末與檸檬酸溶液的固液比可為1g∶(50～100)mL；所述浸漬的時間可為6～24h；所述加熱的溫度可為80～120℃，加熱的時間可為3～4h。

在步驟4)中，所述殼聚糖與濾液的固液比可為1g∶(50～100)mL；所述加熱的溫度可為50～80℃；所述洗滌可采用去離子水洗滌。

在步驟5)中，所述烘干的溫度可為50～80℃。

所述生物吸附劑可在制備重金屬和染料廢水生物吸附劑中的應用。

與現有技術比較，本發明具有如下突出優點：

本發明對檸檬酸改性生物質產生的濾液進行利用，為生物質改性產生的濾液的使用提供了有效的方法，使得農林廢棄物等生物質資源化利用更為充分。所制備的吸附劑對重金屬離子及染料分子具有良好的吸附性能。本發明也可用于其它酸改性生物質產生的濾液的資源化利用。

將酸改性生物質所廢棄的濾液進行充分利用，且與殼聚糖復合后的溶劑仍可循環使用，減少了溶劑的浪費。

殼聚糖與廢棄濾液中的成分復合后相比于純殼聚糖吸附劑，其對廢水的處理效果有明顯的提高，是一種廉價、有效的新型吸附劑制備方法。