[發明專利]一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201610136566.6
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN107175080A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 吳敏;黃勇;黃大勇;李博軒
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張文祎,趙曉丹

1.一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料，其特征在于：所述生物質基吸附材料包括生物質基體材料以及負載在生物質基體材料表面的無機粒子；所述生物質基體材料的比表面積為1m²/g-100m²/g；所述無機粒子包括含鐵的無機磁性粒子以及含鎂的無機粒子；所述無機粒子負載量為吸附材料總量的10-70wt％。

2.根據權利要求1所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料，其特征在于：所述生物質基體材料選自天然草本植物或木本植物。

3.根據權利要求2所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料，其特征在于：所述草本植物選自農作物秸稈、蘆葦、荻葦、芒桿、竹子、草坪的草屑中的一種或多種；所述木本植物選自樹木的落葉和/或木屑。

4.根據權利要求3所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料，其特征在于：所述農作物秸稈選自麥草、稻草、玉米秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、紅薯秧中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料，其特征在于：所述含鐵的無機磁性粒子為Fe₃O₄，所述含鎂的無機粒子為Mg(OH)₂。

6.根據權利要求1-5任一所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料，其特征在于：所述生物質基吸附材料吸附的重金屬離子為Cu²⁺、Cr₂O₇^2-和Pb²⁺。

7.如權利要求1所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將生物質材料經機械粉碎成1μm-5mm的粉末，得到的生物質材料粉末作為所述生物質吸附材料的生物質基體材料；

2)將步驟1)得到的生物質基體材料置于含有Mg²⁺、Fe²⁺和Fe³⁺的水溶液中，在惰性氣體的保護下，一定溫度下，加入氨水得到反應體系進行反應；通過原位共沉淀方法在生物質基體材料表面負載含鐵的無機磁性粒子以及含鎂的無機粒子；反應結束后，磁性分離反應產物，使用去離子水反復清洗，干燥，即得到所述用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料。

8.根據權利要求7所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料的制備方法，其特征在于：步驟2)中，所述反應體系中Fe²⁺與Fe³⁺的總濃度為0.1-1mol/L，Fe²⁺與Fe³⁺的摩爾比為1:2，Mg²⁺濃度為0.1-1mol/L；所加 入的氨水的體積含量為反應體系的5-25％；氨水的加入方式為逐滴加入。

9.根據權利要求7所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料的制備方法，其特征在于：步驟2)中，反應的溫度為50-100℃，反應的時間為3-12小時。

10.如權利要求1所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質基吸附材料的應用，其特征在于：將所述生物質基吸附材料置于含有重金屬離子的水中磁力或機械攪拌，所述生物質吸附材料用量為0.01g/L-2g/L，攪拌時間為30分鐘-24小時，溫度為室溫，攪拌結束后通過外加磁場將所述吸附材料與水分離。