[發明專利]一種魚骨重金屬吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201610127842.2
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105727896A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 孫翠珍;張惠;張志斌;黃蕾;張曉蕊;李玲玉;張彥浩
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

技術領域

本發明涉及一種利用魚骨制備重金屬吸附劑的方法，屬于吸附劑制備技術領域。

背景技術

近年來，水環境中的重金屬污染問題越來越受到人們的關注，重金屬廢水會對人體健康及生態效益產生很大的影響。水體重金屬污染主要來源于礦產資源開發、金屬冶煉、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程。環境中的重金屬很難被生物降解，進入生物體后逐漸積累，影響生物體正常生理代謝活動，導致人體慢性中毒，嚴重威脅人類的健康。震驚世界的水俁病(汞中毒)和痛痛病(鎘中毒)就是由重金屬污染引發的。因此，有效治理重金屬廢水的問題亟待解決。

目前，常規的處理重金屬廢水方法有化學沉淀法、離子交換法、蒸發濃縮法、膜分離技術、電化學處理、活性炭吸附技術等。但在實際應用過程中，上述方法存在不足之處，如：化學沉淀法處理流程長、操作復雜、引入新的化學物質，同時產生大量含重金屬污泥，增大處理成本。而離子交換法、膜分離技術以及活性炭吸附技術在應用過程中受水體顆粒物等雜質及環境條件的影響較大，且樹脂、活性炭價格較貴，處理成本高。這些方法在處理低濃度重金屬廢水(≤100mg/L)時，很難將水體重金屬離子的濃度經濟有效地降低到排放標準，且容易造成二次污染，限制了其在水處理領域的應用。近年來，人們從環保和經濟等方面考慮，逐步推廣采用生物吸附法處理重金屬廢水，該方法操作簡單，反應條件適應范圍寬，吸附容量大，尤其適用于處理低濃度重金屬廢水，有廣闊的應用前景。而尋求廉價、高效的生物吸附劑原材料是推進該技術在水處理技術領域應用的關鍵。

餐飲及食品加工業會產生大量魚骨，這種材料雖然大多比較堅硬，作為垃圾處理難度較大，但其中所含的羥基等官能團，能夠和一些重金屬離子形成穩定的螯合物，且其表面存在的一些離子可以與廢水中的金屬離子發生交換反應，如果將這類材料回收作為制備吸附劑的原材料，不僅可以提高海產品的利用價值，而且減少了固體廢棄物排放所造成的環境污染，同時降低了污水的處理成本，即環保又經濟。

發明內容

針對現有重金屬吸附劑存在的制作成本高、機械強度差等問題，本發明提供一種成本低、工藝簡單的以魚骨為原料的重金屬吸附劑的制備方法，以獲得吸附容量高、吸附性能好、機械強度高的魚骨重金屬吸附劑。

本發明的魚骨重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將魚骨浸泡到質量濃度5％～10％的十二烷基磺酸鈉溶液中，攪拌均勻后置于60℃～70℃水浴中以100～120轉/分鐘的轉速恒溫振蕩4～6小時，然后離心分離，得到預處理魚骨；

(2)將預處理魚骨置于體積濃度3％～5％的乙醇溶液中，然后加熱至115℃～125℃并在0.9～1.1kg/cm²壓力下保持20～40分鐘后，停止加熱至壓力降至零后，取出冷卻；

(3)冷卻后過濾，濾渣浸泡于濃度0.08～0.12mol/L的NaOH溶液中，同時加入混合液體積百分比1.8％～2.2％的洗滌劑，攪拌均勻,放入60℃～70℃水浴中以115～125轉/分鐘的轉速恒溫振蕩，反應時間為3～4小時；

(4)將步驟(3)所得混合液冷卻至室溫，過濾，對所得魚骨用蒸餾水沖洗干凈，烘干；

(5)將步驟(4)所得魚骨粉碎，得到魚骨重金屬吸附劑。

所述步驟(1)中魚骨按1g:10mL～1g:20mL的比例浸泡到十二烷基磺酸鈉溶液中。

所述步驟(3)中濾渣按體積比為1:20～1:40的比例浸泡于NaOH溶液中。

所述步驟(4)中的烘干溫度是45℃～55℃。

所述步驟(5)中魚骨粉碎至60～80目。

本發明具有如下特點：

1.以魚骨為原料制備重金屬吸附劑，原料易得，制備方法簡單，成本低，可再生利用，避免了產生二次污染。將該原料回收利用，變廢為寶，具有重要的經濟效益和環境效益。

2.經高溫加熱，水的黏度減小，分子間的活性增大，油的溶水率提高，減少了后續除油脂步驟中藥劑的投加量，同時經過乙醇浸泡的魚骨會加快步驟(3)中皂化反應速率。不僅降低了生產成本，而且實現了清潔生產，保護了環境。

3.選用NaOH與洗滌劑混合并加熱升溫除油，利用熱堿溶液和表面活性劑對油脂的皂化和乳化作用，能有效去除魚骨表面的油脂，同時吸附劑表面增加的鈉離子可以與廢水中的重金屬陽離子進行離子交換，提高吸附性能。

4.吸附劑的制備過程簡單，吸附劑使用范圍廣、成本低、吸附效果好、機械強度高，無二次污染，尤其適用于處理低濃度重金屬廢水。

附圖說明