[發明專利]一種鉻離子吸附材料牛糞生物炭的制備方法

在審

• 申請號: 202010413101.7
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111514855A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 董翠華;朱彥臣;蓋克松;陳建;吉海瑞;龐志強
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明涉及生物炭吸附材料制備領域，特別公開了一種鉻離子吸附材料牛糞生物炭的制備方法。該制備方法以牛糞為原料，其特征為：將原料洗滌、曬干并研磨，得到牛糞樣品；將牛糞樣品與溴化鋰?鹽酸試劑在室溫下混合，并加入耐壓瓶中反應，攪拌條件下恒溫處理，得到處理樣品；將處理樣品進行抽濾洗滌，抽濾后的樣品經干燥得到牛糞生物炭產品。本發明采用牛糞作用原材料，屬于生物廢棄資源的再生利用，綠色環保，制備方法簡單，易操作，無需特殊設備，適于工業化生產。

（一）技術領域

本發明涉及生物炭吸附材料制備領域，特別涉及一種鉻離子吸附材料牛糞生物炭的制備方法。

（二）背景技術

隨著社會發展，廢水中重金屬對環境及人體健康污染得到廣泛的關注。廢水中存在著許多重金屬離子，鉻離子就是其中之一。鉻及其化合物主要來源于劣質化妝品原料、皮革制劑、金屬部件鍍鉻，工業顏料以及鞣革、橡膠和陶瓷原料等。鉻聚集到人體內，可導致腹瀉、過敏性皮炎或濕疹、咽炎、支氣管炎等疾病。在廢水處理技術中，吸附法是最具前景的一種方法，其具有高效性且沒有有害副產物產生。具有高比表面積和吸附性能的活性炭是目前應該最廣泛的吸附劑之一。

活性炭的生產過程通常需要高溫高壓條件下碳化原料，這導致能源消耗高，活性炭表面功能性基團含量低。因此，開發低成本、高活性官能團含量及可再生的活性炭吸附劑成為目前研究的熱點。

牛糞是生活中最容易得到的生物廢物之一，其具有可生物降解性、生物適性、均質性等特點，利用其制備的牛糞活性炭具有綠色環保，屬于生物廢物再生利用。

（三）發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種能源消耗低、表面官能團含量高的鉻離子吸附材料牛糞生物炭的制備方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種鉻離子吸附材料牛糞生物炭的制備方法，以牛糞為原料，包括如下步驟：

（1）將原料洗滌、曬干并研磨，得到牛糞樣品；

（2）將牛糞樣品與溴化鋰-鹽酸試劑在室溫下混合，并加入耐壓瓶中反應，攪拌條件下恒溫處理180-240min，得到處理樣品；

（3）將處理樣品進行抽濾洗滌，抽濾后的樣品經干燥得到牛糞生物炭產品。

通過上述方法制備得到的牛糞生物炭對金屬鉻離子有很強的吸附能力，在常溫下就對金屬鉻離子具有優良的吸附性能，處理范圍是0-800mg/L，尤其當金屬鉻離子濃度丟240mg/L時，其去除率為100%。

本發明的更優技術方案為：

步驟（1）中，研磨后的牛糞樣品為40-60目。

步驟（2）中，牛糞樣品與溴化鋰-鹽酸試劑的固液質量比為1：20-30，反應恒溫溫度為120-140℃。

溴化鋰-鹽酸試劑中，溴化鋰的濃度為6.5-7.5mol/L，鹽酸的濃度為1.0-2.0mol/L。

步驟（3）中，抽濾過程為，將處理樣品直接在磨砂漏掉中進行抽濾，并保留抽濾液；向抽濾樣品中加入去離子水進行抽濾至中性。

干燥為烘箱干燥，烘干溫度為60-90℃，烘干時間為24-36h。

本發明避免了傳統的高溫熱解法制備活性炭能源消耗高、活性基團低的缺點，產生的牛糞生物炭對金屬鉻離子有很強的的吸附能力，尤其在常溫下，處理范圍是0-800mg/L，尤其當金屬鉻離子濃度低于240mg/L時，其去除率為100%；另外，用本發明方法制備的牛糞生物炭吸附含金屬鉻離子水容器，其吸附速度快且可多次重復使用，蛟河市的吸附溫度是10-40℃，可在pH3-6時使用。

本發明采用牛糞作用原材料，屬于生物廢棄資源的再生利用，綠色環保，制備方法簡單，易操作，無需特殊設備，適于工業化生產。