[發(fā)明專利]改性桑桿生物質(zhì)炭吸附劑的制備方法

在審

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• 申請日: 2018-09-09
• 公開（公告）號: CN109092247A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁美娜;陳旭;王敦球;徐水萍;顏利玲;朱宗強
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種改性桑桿生物質(zhì)炭吸附劑的制備方法。（1）將桑桿去皮后用破碎機破碎、過篩、烘干；（2）置于坩堝中，煅燒，冷卻，研磨，過篩得桑桿生物質(zhì)炭；（3）取3 g桑桿生物質(zhì)炭攪拌下加入氯化亞鐵和氯化鎂混合溶液，攪拌，浸漬；（4）加入聚乙二醇、高錳酸鉀溶液、氫氧化鈉溶液和環(huán)氧氯丙烷，攪拌均勻，用玻璃表面皿蓋住，反應(yīng)2~8小時；（5）加入5 mL三乙烯四胺，反應(yīng)3~8小時，冷卻、過濾；（6）所得濾渣干燥至恒重，冷卻、研磨、過篩，得改性桑桿生物質(zhì)炭吸附劑。本發(fā)明工藝設(shè)備簡單、條件易行；利用桑稈為原料，降低吸附劑生產(chǎn)成本，并提高了吸附劑各項性能指標；所得的吸附劑對含磷廢水的處理具有較好的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性桑桿生物質(zhì)炭吸附劑的制備方法，利用農(nóng)業(yè)廢棄物桑桿為主要原材料制備改性桑桿生物質(zhì)炭吸附劑。

背景技術(shù)

經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，環(huán)境問題已經(jīng)成為制約經(jīng)濟快速發(fā)展的主要因素，水體富營養(yǎng)化污染問題意日益突出。磷是水環(huán)境中基本的營養(yǎng)元素，但是過多的磷元素將會引起水庫、湖泊以及沿海地區(qū)的富營養(yǎng)化，是一個全球性的環(huán)境問題。水體中磷的來源主要包括工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)田排水。含磷廢水的去除方法主要有化學(xué)法、生物處理法和物理法。已有文獻報道鐵錳等金屬氧化物用于吸附去除水中砷、VOC以及重金屬。鐵氧化物對砷以及磷等具有較好的吸附效果，且制備方法簡單，環(huán)境友好等特點。相比較于鐵氧化物，錳氧化物具有較高的親和力，可為去除多種重金屬提供有效的去除途徑。由于經(jīng)濟效益等因素以及純金屬氧化物材料單一的物理和化學(xué)特征以及鐵錳氧化物的絮凝性差、易團聚，使用簡單的方法將金屬氧化物負載在廉價的介質(zhì)材料中，將有機官能團接枝在生物質(zhì)炭表面，可提高材料的有效比表面積，從而使其成為有前途的功能性材料用于去除廢水中磷等污染物。

據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：廣西作為全國桑蠶業(yè)大省，2016年蠶繭產(chǎn)量37.8萬噸，比上年增長4.8%。桑桿是桑蠶業(yè)的廢棄物，如何充分利用桑桿，延伸桑蠶業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，是一個迫切需要解決的問題。生物質(zhì)炭的制備不僅可以緩解環(huán)境的壓力，還可以在一定程度上解決資源短缺的問題。我國生物質(zhì)資源豐富，合理地利用這些生物質(zhì)資源是走可持續(xù)發(fā)展道路的重要途徑，用廢棄的生物質(zhì)來制備生物質(zhì)炭是資源化利用的一條重要途徑。以桑稈為主要原料，再加以負載鐵錳氧化物和有機物接枝，來制備改性桑稈生物質(zhì)炭吸附劑，目的是實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用，尋求更為實用、新型、廉價、高選擇性和高吸附容量的吸附劑。把具有優(yōu)良吸附性能的吸附劑結(jié)合在一起，使其達到較高的吸附容量，是目前研究的一個熱點問題。因此，以桑桿為主要原料，制備改性桑桿生物質(zhì)炭吸附劑具有很好的發(fā)展前景及實用意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種在常壓下采用氧化、共沉淀和煅燒法，以桑桿為主要原料，以高錳酸鉀和氯化亞鐵為輔助材料，制備桑桿生物質(zhì)炭/鐵錳氧化物復(fù)合吸附劑。

目前，吸附磷的材料主要有：二氧化鈦基吸附材料、鐵氧化物、錳氧化物、改性沸石、改性生物質(zhì)和活性炭纖維等，這些吸附材料中有的吸附材料的主要成分是鐵氧化物和錳氧化物等，它們對含磷廢水具有較好的吸附能力，而部分吸附材料中的主要成分是活性炭或生物質(zhì)炭。為了克服現(xiàn)有吸附劑吸附容量低，吸附能力有限的缺點，并充分利用生物質(zhì)資源。本發(fā)明提供一種除磷的吸附材料—改性桑桿生物質(zhì)炭吸附劑的制備方法。改性桑桿生物質(zhì)炭吸附劑對磷的最大吸附量為23.15 mg/g。當(dāng)磷的初始濃度<10 mg/L時，其對磷去除率大于99.7%。

具體步驟為：

（1）將桑桿去皮后用破碎機破碎，過20目篩，于50℃~90℃烘干備用。

（2）取步驟(1)已經(jīng)破碎烘干的桑桿置于坩堝中，于馬弗爐中350℃~700℃下煅燒2~5小時，取出放入干燥器中，自然冷卻，然后用研缽研磨，過100目篩得桑桿生物質(zhì)炭。