[發明專利]一種稀土改性麥飯石和花生殼復合吸附材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710253809.9
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107029674A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 郝素娥;劉艷杰;沈云峰;吳邕;尤勝杰;黎穗生;祝子青
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01D53/02;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/20;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司23206
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明屬于吸附材料及其制備方法技術領域，具體涉及一種稀土改性麥飯石和花生殼復合吸附材料及其制備方法。

背景技術

目前環境問題日益嚴重，空氣污染和水體污染事件在全球頻發。大氣污染物中的懸浮顆粒物會直接危害人體健康，受到國內外密切關注，研究結果表明，PM2.5(細顆粒物)中所含有的苯胺、苯酚等有機物和Pb、Cd等重金屬離子不但會對人體健康造成短期影響，如肺功能障礙、氣管刺激等，也會造成長期影響，如糖尿病加劇、心臟病惡化等。同時，隨著工業的發展，有機物和重金屬離子造成的水體污染問題也日益嚴重，對人體健康及漁業和農業生產造成極大危害。

去除有機污染物和重金屬離子的方法主要包括化學沉淀法、離子交換法、吸附法、膜過濾法和電化學法等，其中吸附法具有成本低、效率高、適用性強等特點而廣泛被接受。活性炭是目前較為常用的吸附劑，活性炭雖然可以去除水中污染物，但活性炭的成本較高，吸附性能也不夠穩定。理想的吸附劑應具有吸附量大、吸附時間短、價格低廉、再生性能好等特點。而麥飯石和花生殼以其低廉的價格、較大的比表面積、較多的孔隙數目，有望作為良好的吸附材料而得到廣泛應用。

發明內容

本發明是針對當前環境污染嚴重的問題，提出一種價格低廉、吸附性強、穩定性高的稀土改性麥飯石和花生殼復合吸附材料及其制備方法。

本發明以農林廢棄物花生殼和麥飯石（黑龍江省碾子山儲量豐富）等天然多孔材料為主要原料，經過改性，獲得了具有較強吸附性能的高效復合多功能吸附材料，可吸附空氣污染物和水體污染物苯胺、苯酚、Cd²⁺、Pb²⁺等。

鑒于霧霾污染和水體污染的元兇都主要是重金屬離子和有機污染物，本發明提出通過對天然麥飯石和花生殼進行化學改性，以提升其對重金屬離子和有機污染物的吸附性能，獲得良好的可取代傳統吸附材料的高效吸附劑，以期在霧霾的防治、水污染的治理中發揮作用，達到吸附霧霾、凈化水質的效果。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種稀土改性麥飯石和花生殼復合吸附材料，所述復合吸附材料的原料按照重量份數由40~60份的麥飯石、40~60份的花生殼、200~250份濃度為3mol/L的改性試劑HNO₃溶液和80~100份濃度為2mol/L的改性試劑La(NO₃)₃溶液組成。

一種上述的稀土改性麥飯石和花生殼復合吸附材料的制備方法，所述方法具體步驟如下：

步驟一：將天然麥飯石球磨粉碎后，過篩80~100目；

步驟二：將廢棄天然花生殼水洗、在80℃下烘干24小時，用粉碎機進行粉碎，過篩80~100目；

步驟三：按照重量份數稱取40~60份所述麥飯石、40~60份所述花生殼、200~250份濃度為3mol/L的改性試劑HNO₃溶液和80~100份濃度為2mol/L的改性試劑La(NO₃)₃溶液，并將它們混合，用磁力攪拌器攪拌均勻，在40~50℃下，反應5~6h，得到改性粉體混合液；

步驟四：對步驟三得到的改性粉體混合液，使用循環水式多用真空泵進行抽濾，抽濾的真空度為-0.1MPa，然后再用蒸餾水洗至中性；

步驟五：在60℃下烘干，即得稀土改性麥飯石和花生殼復合吸附材料。

本發明相對于現有技術的有益效果是：

本發明的稀土改性麥飯石和花生殼復合吸附材料綜合了改性花生殼物理吸附性能好，而改性麥飯石化學吸附性能好的特點，有效提高了復合吸附材料對苯胺、苯酚等有機物和Pb、Cd等重金屬離子的吸附效果。稀土改性麥飯石和花生殼復合吸附材料對苯酚和苯胺的吸附量可分別達到16~20mg/g和70~90mg/g；Pb²⁺和Cd²⁺的吸附量可分別達到370~380mg/g和360~370mg/g。

本發明的特點是：

（1）材料高效：本發明將麥飯石和花生殼這兩種吸附性能強、過濾效率高的材料有效結合并進行改性，能同時完成物理吸附和化學吸附過程，達到對各種無機離子和有機物的高效吸附，同時利用麥飯石的藥用價值，還能有效吸附抑制微生物，達到多功能效果；