[發(fā)明專利]一種用于去除水中重金屬離子的生物質(zhì)基吸附材料及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610136566.6
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN107175080A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳敏;黃勇;黃大勇;李博軒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)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(zhì)基吸附材料，其特征在于：所述生物質(zhì)基吸附材料包括生物質(zhì)基體材料以及負(fù)載在生物質(zhì)基體材料表面的無機(jī)粒子；所述生物質(zhì)基體材料的比表面積為1m²/g-100m²/g；所述無機(jī)粒子包括含鐵的無機(jī)磁性粒子以及含鎂的無機(jī)粒子；所述無機(jī)粒子負(fù)載量為吸附材料總量的10-70wt％。

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

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質(zhì)基吸附材料，其特征在于：所述草本植物選自農(nóng)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(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質(zhì)基吸附材料，其特征在于：所述農(nóng)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質(zhì)基吸附材料，其特征在于：所述含鐵的無機(jī)磁性粒子為Fe₃O₄，所述含鎂的無機(jī)粒子為Mg(OH)₂。

6.根據(jù)權(quán)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(zhì)基吸附材料，其特征在于：所述生物質(zhì)基吸附材料吸附的重金屬離子為Cu²⁺、Cr₂O₇^2-和Pb²⁺。

7.如權(quán)利要求1所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質(zhì)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(zhì)材料經(jīng)機(jī)械粉碎成1μm-5mm的粉末，得到的生物質(zhì)材料粉末作為所述生物質(zhì)吸附材料的生物質(zhì)基體材料；

2)將步驟1)得到的生物質(zhì)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(hù)下，一定溫度下，加入氨水得到反應(yīng)體系進(jìn)行反應(yīng)；通過原位共沉淀方法在生物質(zhì)基體材料表面負(fù)載含鐵的無機(jī)磁性粒子以及含鎂的無機(jī)粒子；反應(yīng)結(jié)束后，磁性分離反應(yīng)產(chǎn)物，使用去離子水反復(fù)清洗，干燥，即得到所述用于去除水中重金屬離子的生物質(zhì)基吸附材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質(zhì)基吸附材料的制備方法，其特征在于：步驟2)中，所述反應(yīng)體系中Fe²⁺與Fe³⁺的總濃度為0.1-1mol/L，F(xiàn)e²⁺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(yīng)體系的5-25％；氨水的加入方式為逐滴加入。

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

10.如權(quán)利要求1所述的一種用于去除水中重金屬離子的生物質(zhì)基吸附材料的應(yīng)用，其特征在于：將所述生物質(zhì)基吸附材料置于含有重金屬離子的水中磁力或機(jī)械攪拌，所述生物質(zhì)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(jié)束后通過外加磁場將所述吸附材料與水分離。