[發明專利]一種應用于突發性水污染應急處理的以稻殼為基質的改性吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710652411.2
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107497400A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 孟憲林;曲建華;葉秀清;姜星穎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及突發環境事件應急處置技術以及吸附材料技術領域。

背景技術

近年來,我國水體突發性污染事件頻發,造成了嚴重的環境危害,它不同于一般的水污染，水體突發性污染事件具有極強的不可預見性和多樣性，在短時間內會造成大量污染物泄露排放,危害嚴重，處理處置難度大。

關于突發性有機物或重金屬等有毒有害物質的水污染事故處理的研究報道很多，但能在自然水體突發性污染事件中實際應用的處理技術卻非常有限，并且在處置效果、施用成本和后續影響方面還存在著很多問題。目前應用于鎘污染應急處置的常用技術是堿性沉淀，但該方法首先要調節pH至8.1～8.4，然后要投加大量的化學藥劑對鎘進行沉淀，且其沉淀后形成的大量污泥對后續的處理造成極大困難。

發明內容

本發明要解決目前應用于鎘污染應急處置的堿性沉淀方法，生成大量沉淀對后續的處理造成困難的技術問題，而提供一種應用于突發性水污染應急處理的以稻殼為基質的改性吸附劑的制備方法。

一種應用于突發性水污染應急處理的以稻殼為基質的改性吸附劑的制備方法，具體是按照以下步驟進行的：

一、清洗：清洗稻殼，然后烘干，粉碎成粉，過100目篩子，得到原始稻殼；

二、碳化：將步驟一得到的原始稻殼加入到質量濃度為98％的濃硫酸溶液中，并用攪拌棒輔助攪拌，混合均勻，保持8～10h，然后過濾，反復沖洗至洗出液為中性，烘干，得到碳化稻殼；

三、堿化：將氫氧化鈉溶液與步驟二得到的碳化稻殼混合，然后采用恒溫水浴振蕩器，控制溫度為15～20℃，轉速為150～200rpm，攪拌85～90min，得到堿化溶液；

四、黃化及轉型：將二硫化碳加入到步驟三得到的堿化溶液中，然后采用恒溫水浴振蕩器，控制溫度為15～20℃，轉速為150～200rpm，攪拌40～45min，加入硫酸鎂溶液，然后繼續攪拌15～20min，得到黃化混合液；

五、將步驟四得到的黃化混合液反復的過濾和洗滌，直至洗出液為中性，將過濾后的濕潤稻殼在80℃下烘干，烘干后研磨過100目篩子，得到的以稻殼為基質的改性吸附劑。

改性過程的反應原理如下：

(C₆H₉O₄OH)_n+nNaOH→(C₆H₉O₄ONa)_n+nH₂O

(C₆H₉O₄ONa)_n+nCS₂→nC₆H₉O₄OC＝SSNa

2C₆H₉O₄OC＝SSNa+MgSO₄→C₆H₉O₄OC＝SSMgSS＝COO₄H₉C₆+Na₂SO₄

本發明的有益效果是：本發明制備的黃原酸化改性稻殼的制備過程簡便，制備出的改性材料對鎘的吸附容量大，在15℃條件下，對鎘離子的吸附容量可達到137.16mg/g。其對鎘的吸附速率較快，可在20min內達到吸附平衡，且其在pH5.0～7.0區間均可達到最優的鎘污染應急處置效果。基于上述優點，該材料可有效應用于地表水突發鎘污染的應急處置過程。目前應用于鎘污染應急處置的常用技術是堿性沉淀，但該方法首先要調節pH至8.1～8.4，然后要投加大量的化學藥劑對鎘進行沉淀，且其沉淀后形成的大量污泥對后續的處理造成極大困難。由于地表水突發鎘污染的pH在7.0左右，因此本發明制備的材料無需條件pH即可實現對鎘的最優去除，且無污泥生成。

本發明制備的以稻殼為基質的改性吸附劑用于突發性水污染應急處理。

附圖說明

圖1為實施例一步驟一得到的原始稻殼的電鏡照片，圖2為步驟二得到的碳化稻殼的電鏡照片，圖3為終產物以稻殼為基質的改性吸附劑的電鏡照片；

圖4為實施例一步驟一得到的原始稻殼的照片，圖5為終產物以稻殼為基質的改性吸附劑的照片。

具體實施方式