[發明專利]一種去除地下水中鉛銅鎘的吸附材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110098264.5
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112755962A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 陳男;馮傳平;鄭麗君
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01J20/32;C02F1/28;C02F101/20;C02F103/06
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 丁彥峰

本發明公開了一種去除地下水中幾種重金屬離子(鉛、銅、鎘)的吸附材料及其制備方法和應用，涉及含重金屬離子的地下水處理技術領域，制作方法包括如下步驟：含有殼聚糖和5％醋酸的燒杯置于水浴鍋中，加入2?吡咯甲醛后使用攪拌器進行攪拌，再加入生物炭使其附著于生物炭基質后，加入四氧化三鐵賦予其磁性，然后得到改性材料，將其放于60℃烘箱烘干后得到復合吸附材料。本發明是一種去除地下水中鉛銅鎘離子的吸附材料，采用共沉淀法制備殼聚糖改性磁性生物炭材料以吸附去除地下水中重金屬離子，該材料制備方法簡單，成本低廉去除效率快，易于回收且在含重金屬廢水中具有廣泛的應用性。

技術領域

本發明涉及含鉛銅鎘的地下水處理技術領域，具體涉及一種地下水中鉛銅鎘的吸附材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著社會的發展和人們生活水平的提高，人類的生產生活影響了自然環境的發展，造成自然環境污染加劇，根據污染的不同領域可以劃分為水資源污染、土壤污染、空氣污染等幾大類。在水資源污染中，最主要的是地下水污染。地下水污染主要指的是在人類正常生產和生活的條件下，由于受到生物、化學，物理等因素使地下水的性質遭到破壞，影響了正常的地下水中元素的含量。地下水污染造成的危害有輕有重，輕則影響水資源的再次使用，重則會給人們的生命造成威脅，而地下水中三大主要污染物分別是有機物污染、放射性污染以及重金屬污染。因此本課題以去除地下水中重金屬最為切入點來進行進一步研究，由于重金屬高危性，它一旦超過一定限制，可以通過水、土及食物鏈等途徑在生物體內累積，從而影響農產品的安全，進而影響人類生活和健康；再加上重金屬涉及的行業尤為廣泛，重金屬治理就顯得更為重要。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種以廢棄農業生物質為基質的復合吸附劑用于去除地下水中的鉛銅鎘等重金屬離子，該材料不僅可以快速高效的去除水體中的重金屬，另外具有磁性的吸附劑還可以解決現有吸附劑難以回收的問題，簡單和廉價的原料組成更是降低了材料的制作成本。

同時本發明目的還在于提供一種吸附去除水中鉛銅鎘等重金屬離子的復合材料制備方法。

一種地下水中鉛銅鎘離子的磁性吸附材料，所述材料為顆粒狀：制備方法以農業廢棄生物質、殼聚糖等原料通過熱處理干燥、原料混合和造粒等過程完成制備后可實現水體重金屬離子去除。

所述制備過程中，對農業廢棄生物質進行研磨處理時粉末的細度為60-100目。

所述造粒過程步驟中殼聚糖、生物炭和四氧化三鐵粉的質量比為(1-3)：(2-4)：(0.5-1.5)，最后的成粒直徑為3-5mm，干燥儲存。

所述焙燒步驟為馬弗爐焙燒，焙燒溫度為400-600℃，焙燒時間為60-120min。

本發明以殼聚糖、農業廢棄生物質粉作為主要原料，通過簡單地焙燒制備快速去除水中鉛銅鎘等離子，生產工藝簡單，且過程無有害氣體及污水產生。制備的吸附劑具有磁性，吸附效率高，周期短且使用后便于從水體中分離。

因此本發明制備的吸附劑在去除含鉛銅鎘等離子的水體中具有廣泛適用性。

附圖說明

說明書圖1為本發明殼聚糖改性磁性生物炭復合吸附劑的材料圖。

具體實施方式

實施例1

將玉米芯碎至100目，烘干后取適量的粉末放入馬弗爐，在600℃下焙燒2h，自然降至室溫后，將所得的生物炭研磨至100目，制得生物炭。將殼聚糖加入到含有250ml的5％冰醋酸，置于30℃水浴鍋中進行1h的攪拌；后加入2-吡咯甲醛5g，水浴鍋緩慢升至70℃，恒溫進行7h的攪拌；之后向溶液中加入5g之前制備好的生物炭，并繼續攪拌1.5h，最后加入5g的Fe₃O_4,在25℃下攪拌1h后使用注射器將混合溶液緩慢滴入1mol/L的NaOH溶液中形成黑色小球，浸泡20min后，反復清洗，后將其置于60℃的烘箱中干燥24h，存儲備用。