[發明專利]一種甘蔗渣負載零價鐵吸附劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910476677.5
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110314655B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 余軍霞;周如意;池汝安;余航;黃書鑫;汪景
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明提供一種甘蔗渣負載零價鐵吸附劑及其制備方法和應用，該制備方法以甘蔗渣和鐵鹽溶液為主要原料，通過向其中加入強還原劑的方法將鐵鹽溶液中的Fe²⁺和/或Fe³⁺還原成零價鐵，然后，通過超聲分散的方法將零價鐵均勻分散在甘蔗渣表面，同步實現零價鐵活性組分在甘蔗渣上的有效負載以及甘蔗渣多孔結構的構建，隨后，在保護劑中，利用熱風干燥技術得到干燥穩定的甘蔗渣負載零價鐵吸附劑，該甘蔗渣負載零價鐵吸附劑吸附容量大，對污水內部條件的變化適應能力強，且其可有效規避單獨使用甘蔗渣和零價鐵時容易被氧化、不易回收等弊端，另外，其長期存放后，對磷酸鹽的吸附性能穩定，具有重要的研究和應用價值。

技術領域

本發明涉及吸附劑制備技術領域，特別涉及一種甘蔗渣負載零價鐵吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

磷是眾多提供給動植物生長的必要元素之一，但過量的磷極易造成環境污染，例如水體富營養化，嚴重的造成“水花”甚至“赤潮”等現象。另外，根據水利部發布的《2016年中國水資源公報》，對118個湖泊共3.1萬km²水面進行了水質評價，中營養湖泊占21.4％；富營養湖泊占78.6％。在富營養湖泊中，輕度富營養湖泊占62.0％，中度富營養湖泊占38.0％。對943座水庫進行了水質評價，水庫營養狀況評價結果顯示，中營養水庫占71.2％，富營養水庫占28.8％。在富營養水庫中，輕度富營養水庫占86.3％，中度富營養水庫占12.9％，重度富營養水庫占0.8％，形勢不容樂觀，其治理迫在眉睫。目前處理水體中磷酸鹽的方法包括化學法、離子交換法、膜技術法、生物吸附法等方法。其中生物吸附法因其具備制備簡單、成本低、容易推廣、吸附效果好、易被生物降解等優點成為本領域的一項研究熱點。

甘蔗渣是制糖行業的主要副產物，我國年產甘蔗渣2億萬噸。目前我國甘蔗渣主要用于造紙、焚燒甚至直接丟棄，不僅造成大量的生物質資源的浪費，而且會對環境帶來嚴重的挑戰。此外，零價鐵極易被氧化，難以制備干的吸附劑，很難儲存。因此，進一步探索廉價、吸附磷酸鹽效果好的吸附劑及其制備方法具有重要的研究和應用意義。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種甘蔗渣負載零價鐵吸附劑的制備方法，以解決現有吸附劑對高濃度磷酸鹽吸附效果不佳，吸附劑添加量較多，以及零價納米鐵極易被氧化，難以制備性能穩定的吸附劑的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種甘蔗渣負載零價鐵吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

1)除去甘蔗渣中的可溶性糖類和其他雜質，然后，干燥、粉碎，得到甘蔗渣粉末；

2)向所述甘蔗渣粉末中加入鐵鹽溶液，攪拌，得到混合液A；

3)向所述混合液A中加入還原劑，進行零價鐵生成反應，待所述零價鐵生成反應結束，超聲攪拌，進行零價鐵分散反應，待所述零價鐵分散反應結束，抽濾，得到固體物B；

4)將所述固體物B洗滌，然后，置于保護劑中干燥，即得甘蔗渣負載零價鐵吸附劑。

可選地，所述步驟1)中所述甘蔗渣中干物質含量為90-92％；按質量百分數計，所述干物質包括以下組分：纖維素：42-50％，半纖維素：25-30％，木質素：20-25％，粗蛋白質：1.5-2.0％，粗脂肪：0.2-0.9％，粗灰分：2-3％。

可選地，所述步驟1)中所述甘蔗渣粉末的細度為100-200目。

可選地，所述步驟2)中所述鐵鹽溶液為九水合硝酸鐵、六水合氯化鐵、無水氯化鐵、硫酸鐵銨、硫酸亞鐵、硫酸亞鐵銨、氯化亞鐵、硝酸亞鐵中的一種或多種。

可選地，所述步驟2)中所述鐵鹽溶液的濃度為2.5-50.0mmol/L，pH值為1.4-2.2，且所述鐵鹽溶液與所述甘蔗渣粉末的質量比為(1.0-20)∶1。