[發明專利]一種吸附重金屬離子的方法

在審

• 申請號: 202211571840.4
• 申請日: 2022-12-08
• 公開（公告）號: CN116282326A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 李庭剛;葉良俊;江曉亮;馬星宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院贛江創新研究院;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/20;B01J20/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 趙穎

本發明提供一種吸附重金屬離子的方法，所述方法包括：(1)柚皮經預處理、鎂改性、干燥、熱解和研磨后，得到柚皮生物炭；(2)步驟(1)所得柚皮生物炭與含重金屬離子的溶液混合，完成重金屬離子的吸附；步驟(2)所述混合的溫度為15?35℃；所述重金屬離子包括Pbsupgt;2+/supgt;和/或Cdsupgt;2+/supgt;。本發明以柚皮為原料，來源廣泛且成本低廉，賦予所得柚皮生物炭內部發達的孔道和較高的比表面積，增加了吸附面積；且經過鎂改性處理后，使所得柚皮生物炭表面含較多的鎂離子，可以通過離子交換或礦物沉淀的方式吸附重金屬離子，本發明所得柚皮生物炭對Pbsupgt;2+/supgt;和Cdsupgt;2+/supgt;最大吸附量分別為1499mg/g以及950mg/g。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種重金屬離子的處理方法，尤其涉及一種吸附重金屬離子的方法。

背景技術

生物炭是由生物質在限氧條件下經過低溫緩慢熱解所生成的一種含碳元素豐富、物理結構多孔的芳香化合物。生物炭內部孔隙發達，具有較大的比表面積，可以作為吸附材料；同時，由于其表面含有豐富的含氧官能團以及炭內部的類石墨結構，使得生物炭具有一定的導電性能，并用作催化材料對污染物進行降解；生物炭也因其來源廣泛、環境友好、可再生性強等優點成為了環境修復領域的研究熱點。

CN115138334A公開了一種氮摻雜生物炭及其制備方法和在二氧化碳吸附中的應用，將秸稈、沼液和硫酸鈉混合，經水熱反應，得到氮摻雜水熱炭；將所述氮摻雜水熱炭和氫氧化鉀混合，在氮氣氣氛中進行活化，得到氮摻雜生物炭。技術方案能夠在實現綠色化制備氮摻雜生物炭，并保證高摻雜效率的同時，實現秸稈和沼液的資源化處理，所得氮摻雜生物炭對二氧化碳具有良好的吸附性能。

CN115055515A公開了一種垃圾污染土壤中微塑料的微生物修復方法，所述微生物修復方法包括：用液體培養基擴大培養垃圾污染場地中塑料表面的微生物，將得到的菌液轉接于選擇性無機鹽培養基中富集培養，富集得到具有塑料降解能力的功能菌群；將菌懸液與生物質炭混合吸附，冷凍、干燥，得到微生物固定化生物質炭；向羧甲基纖維素和海藻酸鈉的混合溶液中添加所述微生物固定化生物質炭，攪拌均勻，再滴加至氯化鈣溶液中交聯反應，獲取生物質炭基微生物固定化顆粒，并添加至垃圾污染土壤中，對垃圾污染土壤進行原位修復。該技術方案中解決了垃圾污染土壤中塑料的難降解以及微塑料的遷移去除問題。

除了上述土壤問題，水污染也是目前亟待解決的環境污染問題，因污染源多樣，組分復雜等原因而修復困難，CN115069215A公開了一種新型功能化磁性多孔生物炭材料及其制備方法與應用。該技術方案中，以絲瓜絡為原料，利用N，Fe摻雜的表面修飾技術對基底材料進行修飾改性，以氫氧化鉀為活化劑，利用高溫碳化方式合成，制得新型功能化磁性多孔生物炭材料。通過改性后的材料孔隙多、比表面積大、吸附位點增加、吸附性能優異，可在水中完成富集、回收，減少了有機溶劑的使用，高效便捷，且對水中的氟喹諾酮類抗生素具有良好的吸附性能。

重金屬是具有致畸、致癌和致突變的危險廢物，可沉積于河床但容易再次溶于水，可隨水體遷移，可沿食物鏈傳遞且在動植物體內富集，其對環境和人體健康的危害日益顯著。隨著水污染修復技術和材料不斷發展優化，沉淀、離子交換、微生物、膜處理、吸附等多種方法被用于重金屬污染修復。吸附法因其快速高效、操作簡單、廉價易得和環境友好等優勢被認為是眾多修復方法中較為優秀的一種。常見的吸附劑有凹凸棒、沸石、分子篩或零價鐵等，但由于吸附容量低、選擇性差、可重復利用性差等缺點仍不能滿足實際需求。

對此，本發明提供一種利用柚皮生物炭吸附水中重金屬離子的方法，提高吸附量和吸附選擇性，降低重金屬污染，凈化水環境。

發明內容

本發明的目的在于提供一種吸附重金屬離子的方法，利用柚皮生物炭吸附重金屬離子可以降低成本，提高重金屬離子的吸附量，凈化水環境。為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種吸附重金屬離子的方法，所述方法包括：