[發明專利]利用秸稈制備水處理吸附材料的方法

有效

• 申請號: 201610230412.3
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN105688838B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 陳一良;吳嬌;周培國;荊丹丹;韓建剛;李萍萍
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發明公開了利用秸稈制備水處理吸附材料的方法，該方法包括如下步驟：(1)秸稈去掉外層表皮，切成長4?6mm小段，干燥備用；(2)向步驟(1)得到的秸稈中加入氫氧化鈉溶液浸漬2?6小時；(3)步驟(2)處理后的秸稈水洗后瀝干，加入鐵鹽溶液，振蕩2小時以上；(4)步驟(3)處理后的秸稈用水洗滌至洗出液pH值為7?8；(5)步驟(4)處理后的材料將水瀝干后，烘干即得到水處理吸附材料。

技術領域

本發明涉及水處理吸附材料的制備方法，具體涉及利用秸稈制備水處理吸附材料的方法。

背景技術

秸稈等農業廢棄物儲量豐富，是地球上重要的生物質資源。農業廢棄物的綜合利用引起學者高度關注。其中利用秸稈制備吸附劑是一個重要方向。由于秸稈本身對水中污染物的吸附能力不強，因此需要進行改性。常規的酸、堿、高溫、蒸汽爆破、化學接枝等改性方法過程復雜，而且效果并不好。

近些年來，水合氧化鐵(HFO)引起了環保學者的關注，因其環境友好、價格低廉、化學穩定性好，且在不同pH環境條件下可以吸附陽離子或陰離子等獨特優點，被認為是極具前景的吸附劑。但HFO顆粒極細(2-10nm左右)，不易從水中沉降分離，若直接應用于柱吸附等流態的處理系統中將引起很大壓降。將HFO的細小顆粒負載到某些載體表面可以很好地避免該問題。

國內外學者曾報道將水合氧化鐵(HFO)負載到大孔陽離子交換樹脂上，先將Fe³⁺陽離子交換到樹脂的功能基上，然后加堿對Fe³⁺進行原位沉積形成HFO，該技術路線取得了很好的負載效果，已成為慣常采用的負載HFO的思路和方案。比如中國發明專利CN 104138748公開了一種制備重金屬吸附劑的技術方法，先將木材、玉米棒、秸稈等廢棄物粉碎成顆粒(0.1-1.0mm)，然后與Fe(III)鹽溶液接觸，再用NaOH-NaCl混合溶液進行沉淀，從而將HFO負載到廢棄物顆粒表面，制得重金屬吸附劑。該種技術方法的缺點在于：(1)秸稈等生物質本身對Fe(III)的親和力不強，吸附量很小，將廢棄物充分粉碎可以暴露出較多的活性位點，但這需要消耗較多的動力和能量，而且對Fe(III)吸附量的提升仍有限；(2)所制得的吸附劑呈粉末狀，在水中不易分離，水處理中容易流失，柱吸附中壓降大，而且機械強度差，在實際使用中不方便；(3)現有技術中，形成的氧化鐵膠體與秸稈之間缺少強健結合，可以推測HFO的負載不夠穩定，其公開文件也未能給出相關穩定性的證據。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種利用秸稈制備水處理吸附材料的方法，該吸附材料具有HFO負載量大、負載更穩定、在水處理中使用更方便的優勢。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

利用秸稈制備水處理吸附材料的方法，該方法包括如下步驟：

(1)秸稈去掉外層表皮，切成長4-6mm小段，干燥備用；

(2)向步驟(1)得到的秸稈中加入氫氧化鈉溶液浸漬2-6小時；

(3)步驟(2)處理后的秸稈水洗后瀝干，加入鐵鹽溶液，振蕩2小時以上；

(4)步驟(3)處理后的秸稈用水洗滌至洗出液pH值為7-8；

(5)步驟(4)處理后的材料將水瀝干后，烘干即得到水處理吸附材料。

步驟(1)中，所述的小段為環狀結構。秸稈切成小段后可以自然形成這種中空的環狀結構，這種環狀結構可以使吸附材料的流體力學性能以及機械強度大大改善，在水中容易分離，在水處理中不易流失，柱壓降小，使用方便。優選控制長徑比為(0.8-1.5)：1。

步驟(1)中，所述的干燥為自然風干或在60-80℃以下烘干；步驟(5)中，所述的烘干為在50-70℃下烘干。

步驟(2)中，所述的氫氧化鈉溶液，濃度為15-20wt％；對于每克秸稈，氫氧化鈉溶液的加入量為20-40ml。