[發明專利]介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510323670.1
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104959119A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 郭迎慶;薛紅娟
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法，屬于材料制備領域。

背景技術

水浮蓮，又名鳳眼蓮、水葫蘆、布袋蓮、鳳眼藍。有文獻和研究表明水浮蓮對重金屬離子的富集與凈化能力很強，可濃縮倍數由幾十至上百倍，并隨金屬離子的不同而異。它是重金屬污染水體的生態治理工程的優良植物材料，有公認的水生植物吸污之王的美稱。但是水浮蓮有生產速度瘋快的特點，若不及時大規模的清除，則會造成堵塞航道，影響交通運輸等全球性危害問題。目前對水浮蓮的處理和利用主要是將打撈出水的水葫蘆經粉碎或打漿壓濾形成飼料而被利用，但由于水浮蓮中木質纖維含量較高，難于降解，飼喂畜禽適口性差，不宜消化。

目前大量廢水的排放使得環境得到了嚴重的破換，危害著人類的健康，因此有很多的去除污染物的吸附材料改性方法，通常采用的是水熱改性，化學改性方法，物理改性方法，但是目前比較有效的方法是一種新型的微生物改性方法，如公開號CN102631889A，專利名稱為“鳳眼蓮吸附材料及其制備方法”，該方法通過微生物作用在使吸附劑表面性能得到改善后，使其附含多羥基、多羧基化合物，制備方法新穎獨到。該方法雖然通過微生物作用，提高吸附性能，且具有來源廣，制備容易，可大量投入生產的特點，但是不能改變其內部結構，未能從整體上提高其吸附性能，利用率不高。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對現有技術通過微生物生長的方式只能改變物質的表面性能，提高吸附效果，但無法改變物質內部結構，造成吸附材料浪費、利用率不高，吸附性能也不能整體提高的弊端，提供了一種介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法，該方法改變了水浮蓮的表面性能，也改變了其內部結構，從而提高了它的吸附性能，使吸附更徹底，能將吸附材料徹底利用，提高了利用率。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：該吸附材料由水浮蓮、硝酸鎳、硝酸鐵和尿素為主要原料制備而成。

介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法的具體步驟為：

(1)將水浮蓮100～200g加入含有質量分數為10～25％尿素的無水乙醇溶液600～800ml浸泡0.5～1.0h；

(2)在上述混合物中加入3～5g硝酸鎳，5～7g硝酸鐵，室溫下攪拌0.5～1.0h；

(3)待其靜置15～20min，將其過濾，在自然通風條件下再將濾渣晾干；

(4)把晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，并保持溫度60℃～70℃，厭氧發酵10～15天；

(5)將厭氧發酵后的水浮蓮置于陰暗、潮濕、通風的地方發霉，發霉時間為10～12天；

(6)在發霉期間，每隔30min用無水乙醇將其淋濕，待霉芽長出0.6～0.9μm時，用質量分數為2.0～2.5％H₂O₂溶液滅菌；

(7)滅菌后，在火爐上反復焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。

本發明的原理：在原有微生物改性水浮蓮的吸附材料基礎上，加入硝酸鎳、硝酸鐵和含有尿素的無水乙醇混合體系中，經引入硝酸鎳和硝酸鐵夾雜在水浮蓮中，通過厭氧發酵整個水浮蓮內部呈膨脹結構，以水浮蓮為基質，鎳、鐵為骨架，霉芽為生長點，經滅菌后形成介孔。

本發明的有益效果是：

(1)改變了水浮蓮的表面性能，也改變了其內部結構，從而提高了它的吸附性能，使吸附更徹底；

(2)能將吸附材料徹底利用，提高了利用率；

(3)高效的處理利用水浮蓮，避免造成航運堵塞等危險。

具體實施方式

首先將水浮蓮100～200g加入含有質量分數為10～25％尿素的無水乙醇溶液600～800ml浸泡0.5～1.0h；再在上述混合物中加入3～5g硝酸鎂，5～7g硝酸鐵，室溫下攪拌0.5～1.0h，待其靜置15～20min，將其過濾，在自然通風條件下將濾渣晾干；接著將晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，并保持溫度60℃～70℃，厭氧發酵10～15天；將厭氧發酵后的水浮蓮置于陰暗、潮濕、通風的地方發霉，發霉時間為10～12天；在發霉期間，每隔30min用無水乙醇將其淋濕，待霉芽長出0.6～0.9μm時，用質量分數為2.0～2.5％H₂O₂溶液滅菌；滅菌后，在火爐上反復焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。

實例1