[發明專利]甲醛溶液改性李氏禾重金屬吸附材料的制備方法

在審

• 申請號: 201510542816.1
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105126775A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 梁亮;林華;李海翔;游少鴻;陳俊
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;C02F1/64
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技術領域

本發明涉及重金屬廢水處理領域，特別是甲醛溶液改性李氏禾重金屬吸附材料的制備方法。

背景技術

隨著人類科學水平的提高，重金屬污染廢水治理技術不斷得以開發，雖然重金屬廢水的處理方法很多，但根據處理方法原理的不同，大致可分為三種:化學法、物理化學法和生物法。化學法就是使水體中重金屬離子通過發生化學反應除去的方法，包括化學沉淀法、氧化還原法和電解法等；物理化學法就是使水體中的重金屬離子在不改變其化學形態的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法，包括離子交換法、吸附法、反滲透法、電滲析法和蒸發濃縮法等；生物法就是借助微生物或植物的絮凝、吸收、累積和富集等作用去除水體中重金屬的方法，包括生物絮凝法、生物吸附法、植物整治等。

生物吸附法經過近二十年的研究，己被認為是一種簡單、高效、易于管理與操作、投資費用少的新型處理技術。通過多種生物吸附劑對不同金屬離子的吸附實驗可知，多數生物吸附劑都有較高的吸附能力，能用于重金屬離子的吸附。生物吸附的機理研究還很不完整，缺乏系統性，導致了高性能、高選擇性吸附劑的開發與利用受到了阻礙。

本研究采用了較易獲得的李氏禾作為原料，并對其進行改性制得了高效的生物吸附劑，用于吸附水溶液中的Cu²⁺。一方面，李氏禾來源廣泛、成本低廉、效果顯著、操作過程簡單、且吸附過程不會產生二次污染；另一方面，吸附后的Cu²⁺易于解吸，可以進一步富集回收資源，實驗了資源的循環利用。若能將李氏禾制作成生物炭對重金屬進行吸附，不僅可以為重金屬水處理提供吸附材料，而且可以為李氏禾的綜合利用提供新思路。

發明內容

本發明公開一種甲醛溶液改性李氏禾重金屬吸附材料的制備方法。

具體步驟為：

(1)采集李氏禾，然后用自來水沖洗3次，再用超純水沖洗3次。

(2)將步驟(1)所得李氏禾放入牛皮檔案袋中，置于80℃鼓風干燥箱中干燥24小時，然后用高速粉碎機粉碎，粉碎后過50目篩。

(3)將1g步驟(2)過篩后的李氏禾加入到100mL體積百分比含量為10％的甲醛溶液中，調節搖床恒溫25℃轉速為125r/min，反應12小時后，用去離子水洗滌至pH為中性，過濾得目標產物在60℃的干燥箱中干燥24小時，得到的甲醛溶液改性李氏禾重金屬吸附材料。

本發明充分利用田間雜草李氏禾制備污染水體重金屬吸附材料，以原始李氏禾作為吸附劑測定了不同濃度下的最大吸附量，發現Cu²⁺的去除率最高也只有57％，故需要對李氏禾進行改性以提高其吸附能力。對于不同濃度的Cu²⁺溶液，最適pH值為5，最佳吸附劑粒徑為0.05mm，最適反應溫度為20℃，吸附平衡時間為120min，但吸附劑用量隨著初始濃度的不同而改變，當Cu²⁺與吸附劑的質量比在80-100mg/g范圍內時，吸附劑用量最佳。同時，本發明方法所制備的吸附材料對重金屬Cr(Ⅲ)、Pb、Zn、Mn、Ni、Cd也有較好的吸附效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例pH對銅離子吸附的影響曲線圖。

圖2為本發明實施例吸附材料顆粒大小對銅離子吸附的影響曲線圖。

圖3為本發明實施例吸附材料用量對銅離子吸附的影響曲線圖。

圖4為本發明實施例吸附時間和初始濃度對銅離子吸附的影響曲線圖。

圖5為本發明實施例反應溫度對銅離子吸附的影響曲線圖。

具體實施方式

實施例：

一、甲醛溶液改性李氏禾重金屬吸附材料的制備方法具體步驟為：

(1)采集李氏禾，然后用自來水沖洗3次，再用超純水沖洗3次。

(2)將步驟(1)所得李氏禾放入牛皮檔案袋中，置于80℃鼓風干燥箱中干燥24小時，然后用高速粉碎機粉碎，粉碎后過50目篩。

(3)將1g步驟(2)過篩后的李氏禾加入到100mL體積百分比含量為10％的甲醛溶液中，調節搖床恒溫25℃轉速為125r/min，反應12小時后，用去離子水洗滌至pH為中性，過濾得目標產物在60℃的干燥箱中干燥24小時，得到的甲醛溶液改性李氏禾重金屬吸附材料。

二、原狀李氏禾生物吸附實驗：不同溶液濃度對吸附效果的影響：