[發明專利]一種梧桐落葉碳質生物吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201510630573.7
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105080485A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 李錦宇;盛艷花;高力群
• 申請（專利權）人: 江蘇錦宇環境工程有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種梧桐落葉碳質生物吸附劑的制備方法，屬于生物吸附劑制備領域。

背景技術

生物吸附劑指具有從重金屬廢水中吸附分離重金屬能力的生物質及衍生物。它最早被用于水溶液體系中重金屬等無機物的分離。隨著技術的發展，近來也被用于染料、殺蟲劑等生物難降解和有毒害有機物的分離與富集。目前，生物吸附劑以其高效、廉價、吸附速度快，便于儲存、易于分離回收重金屬等優點，已引起國內外研究者的廣泛關注。隨著工業技術的發展，工業廢水中的重金屬離子污染變得日益嚴重，環境中重金屬污染及危害已經稱為全球性問題之一，重金屬鎘、汞毒性大、分布廣且對人體和動植物健康具有嚴重危害，鎘在低濃度情況下便可對動植物生命組織產生毒性。含鎘、汞廢水主要來自礦冶過程、電池生產、制革、電鍍等行業，如不加以控制，會嚴重威脅人類的健康和生存。國家污水排放標準規定鎘含量小于0.1mg/L，汞含量小于0.05mg/L；農田灌溉水質標準為鎘含量小于0.005mg/L，汞含量小于0.001mg/L。

重金屬廢水的處理方法有離子交換法、化學沉淀法和吸附法等，其中吸附法在含鎘、汞等的重金屬離子污染中顯示出了較高的研究價值，吸附法的優劣關鍵在于吸附劑。在吸附劑中，生物吸附劑成本低廉，應用廣泛。目前生物吸附劑有藻類生物吸附劑、真菌生物吸附劑和細菌生物吸附劑，但這些生物吸附劑吸附容量小，需要經過物理或化學處理，才能達到對重金屬的吸附使用要求，物理方法是通過加熱、冷凍干燥、高溫滅菌等，化學方法是利用各種無機或有機物質進行處理，如堿、酸、甲醇、甲醛等，導致生物吸附劑制備過程復雜，費用增加，生產成本增高，還由于甲醛的使用，對環境造成污染，對人身健康造成危害。因此研究出一種無需物理或化學處理的，安全環保、成本低的生物吸附劑，在相關領域具有很好的發展前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對目前生物吸附劑吸附容量小、吸附率低，需采用物理或化學處理才能達到使用要求，導致生物吸附劑制備過程復雜，費用增加，生產成本增高，且由于甲醛等的使用，對環境造成污染，對人體健康造成危害的弊端，提供了一種梧桐落葉碳質生物吸附劑的制備方法，本發明充分利用梧桐落葉經氧化鋅活化、三次炭化制得梧桐落葉碳質生物吸附劑，所得產品吸附容量大，吸附率高，制備過程簡單、無污染，成本低。

為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是：

（1）收集樹木掉落的梧桐落葉，按梧桐落葉和自來水質量比為2:1的比例，將自來水均勻淋灑于梧桐落葉上，并蓋上聚乙烯薄膜，初步厭氧發酵5～8天，待其初步發酵完成后，水洗3～5次除去泥沙灰塵和表面粘附物，并置于陰涼處自然風干2～3天，待自然風干后，再置于70～80℃烘箱中，干燥20～24h；

（2）待干燥完成后，將干燥的梧桐落葉經氣流粉碎機進行粉碎，并過孔徑為0.15～0.20mm的篩分得梧桐落葉顆粒，隨后按梧桐落葉顆粒和1.2mol/L的氧化鋅溶液質量比為1:3，將其攪拌混合均勻，并置于20～30℃下浸漬20～24h，得氧化鋅活化梧桐落葉顆粒；

（3）將氧化鋅活化梧桐落葉顆粒取出，置于70～80℃烘箱中，干燥2～3h，隨后稱量干燥完成的氧化鋅活化梧桐落葉顆粒于坩堝中，蓋上蓋子，置于80～100℃的馬弗爐中初步炭化6～8h，待其初步炭化完成后，對馬弗爐進行升溫，升溫速率為10℃/min，待溫度達到250～350℃后，保溫二次炭化6～8h，待二次炭化完成后，再次對馬弗爐升溫，升溫速率為15℃/min，待溫度達到350～450℃后，保溫炭化6～8h，即可完成落葉炭化；

（4）待其炭化完成后，停止加熱，并使其自然冷卻至室溫，按炭化產物和1mol/L鹽酸溶液質量比為1:10的比例，將制得的炭化產物置于1mol/L鹽酸溶液中攪拌混合10～12min，除去灰分，保證攪拌速率為600～800r/min；

（5）待炭化物灰分除去后，將其取出進行過濾，并用蒸餾水反復洗滌濾渣至其pH為7.0～7.5，然后將濾渣置于70～80℃的烘箱中干燥10～12h，待干燥后經0.15～0.20mm的篩分后裝于棕色廣口瓶中，即制得一種梧桐落葉碳質生物吸附劑。

本發明的應用方法：取20～40mg制得的梧桐落葉碳質生物吸附劑負載于孔徑為20μm的篩網上，將篩網豎起安放在廢水池中，每隔50～60cm安放一個，通入質量濃度為20～200mg/L的含鎘、汞廢水，停留1～3h，測得對鎘離子、汞離子吸附容量為18～190mg/g，吸附率達90%以上。