[發明專利]一種改性貝殼粉的制備方法

在審

• 申請號: 201510938663.2
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號: CN105478072A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 宋凱;李鐵軍;張小軍;李子孟
• 申請（專利權）人: 浙江省海洋水產研究所
• 主分類號: B01J20/04
• 分類號: B01J20/04;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;胡寅旭

技術領域

本發明涉及一種重金屬吸附劑，尤其是涉及一種改性貝殼粉的制備方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展，對水的需求量越來越大，但一方面我國的水資源相對極為緊缺，另一方面水體污染相當嚴重，特別是電鍍、冶金、顏料等行業造成的重金屬污染觸目驚心。處理重金屬離子廢水的技術目前有化學沉淀法、電化學法、吸附法和膜分離法等，還有一些新的技術如納米技術、光催化法、新型介孔材料和基因處理技術等。貝殼粉作為一種廉價的天然清潔材料，是一種效果良好的吸附劑，利用天然貝殼制成的貝殼粉來處理廢水中重金屬污染的技術成為近年來一種高效環保的廢水處理手段而受到普遍關注。但是目前的貝殼粉吸附能力有限，因此使其應用受到極大限制。

申請公布號CN103585950A，申請公布日2014.02.19的中國專利公開了一種天然貝殼吸附劑的制備方法，包括如下步驟：（1）用酸溶液來清洗貝殼表面的有機物和無機污染物；（2）將清洗所得的貝殼烘干并煅燒；（3）對煅燒得到的烘干貝殼進行初步粉碎；（4）對初步粉碎得到的貝殼進行深層粉碎、研磨及過篩得到貝殼粉，再對貝殼粉進行低溫預燒，使其水分蒸發，充分脫水，（5）先制備TiO2溶膠，再將經脫水所得到的貝殼粉末負載該TiO2膠溶，依次經烘干-沖洗-烘干-熔燒等步驟，得到貝殼粉固定化的TiO₂。該方法通過TiO2溶膠來負載以提高貝殼粉的吸附效果，TiO2溶膠粘度大，貝殼粉在TiO2溶膠很難分散均勻，從而使得TiO₂在貝殼粉上負載不均勻，造成貝殼粉的吸附性能不均一。

發明內容

本發明的目的是提供為了一種改性貝殼粉的制備方法，以貝殼加工成的貝殼粉為主要原料，并通過碳納米管改性，大大提高其對重金屬離子的吸附能力，在提高貝殼粉的利用率、開發天然吸附劑及重金屬離子廢水治理方面提供了一條有效途徑。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種改性貝殼粉的制備方法，包括以下步驟：

（一）制備貝殼粉

（1）將貝殼洗凈在質量濃度為0.1~0.3%的鹽酸溶液中浸泡30~40min，取出瀝干后高溫煅燒1~2h，用水洗凈、烘干，粉碎后過120~200目篩，得貝殼粉。貝殼原料可為珠母貝、扇貝、貽貝、牡蠣、蟶子等各種貝類的貝殼，無特殊要求；通過鹽酸浸泡以去除表面有機和無機雜質；通過高溫煅燒以去除貝殼內部的有機物。

（2）將貝殼粉置于質量濃度為30~40%的乙醇溶液中，超聲振蕩10~15min后，烘干。貝殼粉在乙醇溶液中進行超聲振蕩，以徹底去除貝殼粉上的雜質，從而有利于碳納米管的附著。

（二）制備改性碳納米管

（a）將碳納米管加入氯磺酸中，加熱至80~100℃溶脹1~3h，冷卻過濾，將過濾物用去離子水洗至pH呈中性，在1800~2000℃，氬氣氣氛中退火3~5h，冷卻至室溫后即得溶脹碳納米管。氯磺酸能夠插層、溶脹碳納米管束，使碳納米管彼此分開并將其表面高反應活性的非晶碳物質暴露出來，既能提高其分散性，又有利于后續步驟中將這些非晶碳物質充分去除，從而有利于提高碳納米管的吸附性能；通過氬氣保護可避免碳納米管在高溫條件下氧化，通過高溫退火，退火不僅能有效地消除碳納米管中所夾帶的金屬、金屬氧化物及其他碳雜質，而且使碳納米管結構中的缺陷得到一定程度的修復，有助于提高碳納米管的吸附性能。