專利名稱：一種磁性生物吸附劑的原位制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物吸附劑的制備方法，更具體的是涉及一種磁性生物吸附劑的原位制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，生物吸附法因具有原材料來源豐富、處理成本低、無毒、不會造成二次污染、易被生物降解等優(yōu)點而備受關(guān)注。生物吸附法就是利用某些生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性，吸附溶于水中的化學(xué)污染物，通過固液兩相分離來去除水溶液中污染物的方法。 生物吸附法作為一種新興的水處理技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。但由于生物吸附劑粒徑一般較小，在實際的處理過程中，分離回收困難一直是制約其應(yīng)用的瓶頸。磁性分離技術(shù)已經(jīng)被證明是一種非常有效的固液分離的方法。在外磁場作用下， 固液相的分離十分簡單，可省去離心、過濾等繁雜的操作，并可在外磁場作用下定位，非常便于固相的分離回收。因此磁性吸附劑的制備可很好解決吸附劑回收困難這一問題，但如何有效地制備高磁性的生物吸附劑一直是研究的難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提出一種磁性生物吸附劑的原位制備方法，其工藝簡單、操作方便、所制備的吸附劑磁性高，同時避免了常規(guī)方法中磁性顆粒附著不均勻，附著力小等問題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于包括有如下步驟1)將pH值為1 4的!^3+溶液與pH值為1 4的!^2+溶液按摩爾比!^e3+ Fe2+ =1 1混合，得佝37佝2+混合液；2)將生物吸附劑加入到1 5mol Γ1堿性溶液中，超聲混合均勻，得含生物吸附劑的堿性溶液；3)在超聲條件下，將步驟1)所得1 3+/ 2+混合液逐滴滴入到步驟2~)所得含生物吸附劑的堿性溶液中，其中，1 3+/ 2+混合液與堿性溶液的體積比為2 1 1 10，F(xiàn)e3+ 的摩爾數(shù)與生物吸附劑的質(zhì)量之比為5 1 1 2mmol/g，滴定完畢，超聲反應(yīng)20-60min 即得磁性生物吸附劑，將所得的磁性生物吸附劑用蒸餾水洗至中性，干燥，保存?zhèn)溆谩０瓷鲜龇桨?，所述的生物吸附劑為農(nóng)作廢棄物、真菌、細(xì)菌或藻類。按上述方案，所述的農(nóng)作廢棄物為甘蔗渣粉、稻殼粉、棉桿粉或玉米桿粉。
按上述方案，所述的真菌為酵母菌粉或霉菌粉。按上述方案，所述的細(xì)菌為大腸桿菌粉、枯草芽孢桿菌粉或乳酸菌粉。按上述方案，所述的藻類為藍(lán)藻粉或硅藻粉。按上述方案，所述的堿性溶液為NaOH或氨水的堿性溶液。按上述方案，所述的超聲反應(yīng)的溫度為30-80°C。
按上述方案，所述的超聲反應(yīng)的超聲功率為80-250W。本發(fā)明的機(jī)理采用原位法合成磁性生物吸附劑首先是將二價和三價鐵離子進(jìn)行混合，混合后滴入含生物吸附劑的堿性溶液中，在加熱的條件下超聲，使磁性納米四氧化三鐵在吸附劑表面原位生成，從而制備得到磁性生物吸附劑。本發(fā)明的有益效果在于采用原位法制備磁性生物吸附劑具有工藝簡單、操作方便、所得的吸附劑磁性高，同時避免了常規(guī)方法中磁性顆粒附著不均勻，附著力小等問題。 將磁性生物吸附劑用于重金屬污水和染料污水等污水的處理中具有成本低、分離回收容易等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的甘蔗渣吸附劑的顯微鏡圖片；圖2為本發(fā)明的磁性甘蔗渣吸附劑的顯微鏡圖片；圖3為本發(fā)明的磁性甘蔗渣吸附劑分散在水中的照片圖；圖4為本發(fā)明的磁性甘蔗渣吸附劑磁性效果圖；圖5為本發(fā)明的磁性甘蔗渣吸附劑對亞甲基藍(lán)(methylene blue)和孔雀石綠 (malachitegreen)的等溫吸附曲線圖；圖6為本發(fā)明的磁性甘蔗渣吸附劑對鉛離子和鎘離子的等溫吸附曲線圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例1 (a)將5mL濃度為0. Imol L—1的氯化鐵溶液(pH = 2，酸度用lmol L^1HCl溶液調(diào)節(jié))與IOmL濃度為0. 05mol L—1的硫酸亞鐵酸性溶液(pH = 2，酸度用lmol L^1HCl溶液調(diào)節(jié))按1 1混合，得1 3+/ 2+混合液；(b)將0. 5g廢棄甘蔗渣粉加入到20mL濃度為3mol Γ1的氨水溶液中，超聲混合均勻，得含吸附劑的堿性溶液；(c)在50°C超聲功率為125W條件下，將1 3+/ 2+混合液逐滴滴入含生物吸附劑的堿性溶液中，超聲反應(yīng)30min即得磁性甘蔗渣吸附劑，將所得磁性廢棄甘蔗渣用蒸餾水洗至中性，干燥，保存?zhèn)溆谩D1-圖4表明所制備的生物吸附劑具備較好的磁性，圖5-圖6表明改生物吸附劑對重金屬離子鎘離子和鉛離子的吸附容量分別為10mg g—1和13mg 對陽離子染料亞甲基藍(lán)和孔雀石綠的吸附容量分別為4;3mg這種廉價的生物吸附劑有望用于低濃度重金屬污水和染料污水的處理中。實施例2:(a)將5mL濃度為0. lmol L—1的氯化鐵溶液(pH = 1，酸度用lmol L^1HCl溶液調(diào)節(jié))與IOmL濃度為0. 05mol L—1的硫酸亞鐵酸性溶液(pH = 1，酸度用lmol L^1HCl溶液調(diào)節(jié))按1 1混合，得1 3+/ 2+混合液；(b)將0. 3g廢棄啤酒酵母菌粉加入到20mL濃度為3mol L—1的NaOH溶液中，超聲混合均勻；(c)在30°C超聲功率為80W條件下，將1 3+/! 2+混合液逐滴滴入含生物吸附劑的堿性溶液中，超聲反應(yīng)30min即得磁性酵母菌吸附劑，將所得磁性酵母菌用蒸餾水洗至中性，干燥，保存?zhèn)溆谩嵤├? (a)將5mL濃度為0. Imol L—1的氯化鐵溶液(pH = 2，酸度用lmol L^1HCl溶液調(diào)節(jié))與IOmL濃度為0. 05mol L—1的硫酸亞鐵酸性溶液(pH = 2，酸度用lmol L^1HCl溶液調(diào)節(jié))按1 1混合，得1 3+/ 2+混合液；(b)將0. 6g大腸桿菌粉加入到20mL濃度為3mol廠1的氨水溶液中，超聲混合均勻；(c)在50°C超聲功率為125W條件下，將1 3+/ 2+混合液逐滴滴入含生物吸附劑的堿性溶液中，超聲反應(yīng)30min即得磁性大腸桿菌吸附劑，將所得磁性大腸桿菌用蒸餾水洗至中性，干燥，保存?zhèn)溆?。實施? (a)將5mL濃度為0. lmol L—1的氯化鐵溶液(pH = 2，酸度用lmol L^1HCl溶液調(diào)節(jié))與IOmL濃度為0. 05mol L—1的硫酸亞鐵酸性溶液(pH = 2，酸度用lmol L^1HCl溶液調(diào)節(jié))按1 1混合，得1 3+/ 2+混合液； (b)將0. 6g藍(lán)藻粉加入到20mL濃度為3mol Γ1的氨水溶液中，超聲混合均勻；
(c)在80°C超聲功率為250W條件下，將1 3+/ 2+混合液逐滴滴入含生物吸附劑的堿性溶液中，超聲反應(yīng)30min即得磁性藍(lán)藻吸附劑，將所得磁性藍(lán)藻用蒸餾水洗至中性，干燥，保存?zhèn)溆谩?br> 權(quán)利要求
1.一種磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于包括有如下步驟1)將PH值為1 4的!^3+溶液與PH值為1 4的!^2+溶液按摩爾比!^3+ Fe2+ = ι 1混合，得佝37佝2+混合液；2)將生物吸附劑加入到1 5molΓ1堿性溶液中，超聲混合均勻，得含生物吸附劑的堿性溶液；3)在超聲條件下，將步驟1)所得1 3+/ 2+混合液逐滴滴入到步驟幻所得含生物吸附劑的堿性溶液中，其中，F(xiàn)e3+Z^e2+混合液與堿性溶液的體積比為2 1 1 10，佝3+的摩爾數(shù)與生物吸附劑的質(zhì)量之比為5 1 1 2mmol/g，滴定完畢，超聲反應(yīng)20-60min即得磁性生物吸附劑，將所得的磁性生物吸附劑用蒸餾水洗至中性，干燥，保存?zhèn)溆谩?br> 2.按權(quán)利要求1所述的磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于所述的生物吸附劑為農(nóng)作廢棄物、真菌、細(xì)菌或藻類。
3.按權(quán)利要求2所述的磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于所述的農(nóng)作廢棄物為甘蔗渣粉、稻殼粉、棉桿粉或玉米桿粉。
4.按權(quán)利要求2所述的磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于所述的真菌為酵母菌粉或霉菌粉。
5.按權(quán)利要求2所述的磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于所述的細(xì)菌為大腸桿菌粉、枯草芽孢桿菌粉或乳酸菌粉。
6.按權(quán)利要求2所述的磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于所述的藻類為藍(lán)藻粉或硅藻粉。
7.按權(quán)利要求1或2所述的磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于所述的堿性溶液為NaOH或氨水的堿性溶液。
8.按權(quán)利要求1或2所述的磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于所述的超聲反應(yīng)的溫度為30-80°C。
9.按權(quán)利要求1或2所述的磁性生物吸附劑的原位制備方法，其特征在于所述的超聲反應(yīng)的超聲功率為80-250W。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁性生物吸附劑的原位制備方法，包括有如下步驟1)將Fe3+溶液與Fe2+溶液混合，得Fe3+/Fe2+混合液；2)將生物吸附劑加入到堿性溶液中，超聲混合均勻，得含生物吸附劑的堿性溶液；3)在超聲條件下，將Fe3+/Fe2+混合液逐滴滴入到含生物吸附劑的堿性溶液中，滴定完畢，超聲反應(yīng)即得磁性生物吸附劑。本發(fā)明的有益效果在于采用原位法制備磁性生物吸附劑具有工藝簡單、操作方便、所得的吸附劑磁性高，同時避免了常規(guī)方法中磁性顆粒附著不均勻，附著力小等問題。將磁性生物吸附劑用于重金屬污水和染料污水等污水的處理中具有成本低、分離回收容易等優(yōu)點。
文檔編號C02F1/28GK102266750SQ20111021796
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者余軍霞, 吳章新, 池汝安, 王博 申請人:武漢工程大學(xué)