一種三裂葉豚草改性吸附劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸附劑材料，特別涉及一種生物質(zhì)吸附劑及改性方法，屬于化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]新世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高了人民的生活水平，然而，與此同時(shí)，人類也付出了慘重的代價(jià)。由于工業(yè)“三廢”機(jī)動(dòng)車尾氣的排放、污水灌溉和農(nóng)藥、除草劑、化肥等的使用以及礦業(yè)的發(fā)展，嚴(yán)重地污染了土壤、水質(zhì)和大氣，特別是重金屬污染，根據(jù)對(duì)我國(guó)七大水系中水質(zhì)最好的長(zhǎng)江的調(diào)查，其近岸水域己受到不同程度的重金屬污染，Zn、Pb、Cd、Cu、Cr等元素污染嚴(yán)重，而且親硫元素如Cd、Pb、Hg、Cu的潛在活性大，易參與環(huán)境中各類物質(zhì)的反應(yīng)。21個(gè)沿江主要城市中，攀枝花、宜昌、南京、武漢、上海、重慶6個(gè)城市的重金屬累積污染百分率己達(dá)到65%。重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同。不少有機(jī)化合物可以通過自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。目前中國(guó)由于在重金屬的開采、冶煉、力口工過程中，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進(jìn)入大氣、水、土壤引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃?，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝類體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。因此，重金屬污染防治一直是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
[0003]重金屬廢水的的處理方法有離子交換法、電化學(xué)法、化學(xué)沉淀法、生物處理法、吸附法等，其中吸附法主要是利用高比表面積或具有多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)作為吸附材料去吸附重金屬離子。該法的核心是吸附劑的選擇，常用的吸附劑有活性炭、礦物質(zhì)、分子篩和微生物。但這些方法普遍存在著二次污染、成本高、對(duì)低濃度重金屬廢水處理效果不理想等問題，所以找尋便宜的吸附劑是當(dāng)今重要的課題。近年來通過活的生物體吸附移走重金屬的方法已引起關(guān)注。這一方法主要利用超積累植物、藻類和微生物對(duì)重金屬有較大的吸附能力去除廢水中的重金屬。但用活的生物體來處理污水受生物體本身的生物量和生長(zhǎng)特性的限制，因此至今該類方法還不適于大規(guī)模的應(yīng)用。
[0004]已有研究表明，某些植物類細(xì)胞有多層微纖維結(jié)構(gòu)，其組成一般都含有纖維素和果膠質(zhì)等，它們可提供氨基、酰胺基、醛基、羥基、硫醇等功能團(tuán)與金屬結(jié)合，本發(fā)明利用三裂葉豚草改性制備成一種吸附劑，三裂葉豚草又叫大破布草，是一種菊科豚草屬植物，廣布世界大部分地區(qū)。可長(zhǎng)至高達(dá)50-120厘米，有時(shí)可達(dá)170厘米，裂葉豚草是人類健康和作物生產(chǎn)的危險(xiǎn)性雜草，常能混雜于所有的作物中，將三裂葉豚草改性制備成吸附劑用于廢水處理，可達(dá)到以廢治廢，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及環(huán)境效益的統(tǒng)一。本發(fā)明以三裂葉豚草為原料，通過改性制備一種生物質(zhì)吸附劑，用于廢水處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是提供一種利用三裂葉豚草改性制備吸附劑的方法。該制備方法是通過以下技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)的: ⑴選用數(shù)根三裂葉豚草，把根去除掉，再用蒸餾水進(jìn)行清洗干凈；
⑵將清洗干凈的三裂葉豚草放入烘箱中進(jìn)行烘干至恒重；
⑶取出冷卻，待冷卻至室溫時(shí)切碎再研成粉末、過Imm尼龍篩、收集粉末；
(4)將收集的粉末置于圓底燒瓶中，加一定量的甲醛-H2SO4溶液，置水浴鍋中加熱回流；
(5)回流l_2h后,進(jìn)行抽濾去除溶液；
(6)粉渣用蒸餾水洗至pH>5以上，干燥；
(7)將干燥粉末加入到檸檬酸鈉溶液中，并不停地?cái)嚢枋蛊涑浞址磻?yīng)；
(8)反應(yīng)后再次抽濾，除去溶液，慮渣干燥即得一種三裂葉豚草改性吸附劑。
[0006]優(yōu)先地，步驟⑶中添加的甲醛-H2SCV^液所含物質(zhì)的比例為(甲醛濃度37-40%，H2SO4濃度為 0.10-0.15mol/L)。
[0007]優(yōu)先地，步驟⑶中加熱回流溫度不超過80°C。
[0008]優(yōu)先地，步驟(6)中檸檬酸鈉溶度不超過0.5mol/L。
[0009]本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和特性:
(1)環(huán)境友好、無二次污染；
⑵制工藝程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高；
⑶原料來源廣泛，成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例一:
選用數(shù)根三裂葉豚草，把根去除掉，再用蒸餾水進(jìn)行清洗干凈，將清洗干凈的三裂葉豚草放入烘箱中進(jìn)行烘干至恒重，取出冷卻至室溫時(shí)切碎，再用研磨罐將其研磨成粉末，過Imm尼龍篩、收集粉末；將收集的三裂葉豚草粉末1g置于圓底燒瓶中，加入200mL的甲醛-H2SCV^f (甲醛濃度37%，H2SO4濃度為0.lmol/L)，并置于60°C的水浴鍋中加熱回流，回流Ih后，進(jìn)行抽濾去除溶液，粉渣用蒸餾水洗至pH=5，干燥；將干燥粉末加入到0.3mol/L的檸檬酸鈉溶液中，并不停地?cái)嚢枋蛊涑浞址磻?yīng)；反應(yīng)后再次抽濾，除去溶液，慮渣干燥即得一種三裂葉豚草改性吸附劑。
[0011]實(shí)施例二:
選用數(shù)根三裂葉豚草，把根去除掉，再用蒸餾水進(jìn)行清洗干凈，將清洗干凈的三裂葉豚草放入烘箱中進(jìn)行烘干至恒重，取出冷卻至室溫時(shí)切碎，再用研磨罐將其研磨成粉末，過Imm尼龍篩、收集粉末；將收集的三裂葉豚草粉末20g置于圓底燒瓶中，加入200mL的甲醛-H2SO4溶液(甲醛濃度38%，H2SO4濃度為0.12mol/L),并置于70°C的水浴鍋中加熱回流，回流1.5h后，進(jìn)行抽濾去除溶液，粉渣用蒸餾水洗至pH=6，干燥；將干燥粉末加入到
0.4mol/L的檸檬酸鈉溶液中，并不停地?cái)嚢枋蛊涑浞址磻?yīng)；反應(yīng)后再次抽濾,除去溶液,慮渣干燥即得一種三裂葉豚草改性吸附劑。
[0012]實(shí)施例三:
選用數(shù)根三裂葉豚草，把根去除掉，再用蒸餾水進(jìn)行清洗干凈，將清洗干凈的三裂葉豚草放入烘箱中進(jìn)行烘干至恒重，取出冷卻至室溫時(shí)切碎，再用研磨罐將其研磨成粉末，過Imm尼龍篩、收集粉末；將收集的三裂葉豚草粉末30g置于圓底燒瓶中，加入200mL的甲醛-H2SO4溶液(甲醛濃度40%，H2SO4濃度為0.15mol/L),并置于80°C的水浴鍋中加熱回流，回流2h后，進(jìn)行抽濾去除溶液，粉渣用蒸餾水洗至pH=7，干燥；將干燥粉末加入到0.5mol/L的檸檬酸鈉溶液中，并不停地?cái)嚢枋蛊涑浞址磻?yīng)；反應(yīng)后再次抽濾，除去溶液，慮渣干燥即得一種三裂葉豚草改性吸附劑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三裂葉豚草改性吸附劑，其特征在于，該吸附劑的制備方法包括如下步驟: ⑴選用數(shù)根三裂葉豚草，把根去除掉，再用蒸餾水進(jìn)行清洗干凈； ⑵將洗凈的三裂葉豚草放入烘箱中進(jìn)行烘干至恒重； ⑶取出冷卻，待冷卻至室溫時(shí)切碎再研成粉末、過Imm尼龍篩、收集粉末；(4)將收集的粉末置于圓底燒瓶中，加一定量的甲醛-H2SO4溶液，置水浴鍋中加熱回流； (5)回流l_2h后,進(jìn)行抽濾去除溶液； (6)粉渣用蒸餾水洗至pH>5以上，干燥； (7)將干燥粉末加入到檸檬酸鈉溶液中，并不停地?cái)嚢枋蛊涑浞址磻?yīng)； (8)反應(yīng)后再次抽濾，除去溶液，慮渣干燥即得一種三裂葉豚草改性吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三裂葉豚草改性吸附劑，其特征在于，在步驟⑷中添加的甲醛_&504溶液所含物質(zhì)的溶度為:甲醛濃度(37-40%)、H2SO4濃度(0.10-0.15mol/L)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三裂葉豚草改性吸附劑，其特征在于，在步驟⑷中加熱回流溫度不超過80°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三裂葉豚草改性吸附劑，其特征在于，在步驟(7)中檸檬酸鈉溶度不超過0.5mol/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三裂葉豚草改性吸附劑，該吸附劑的制備方法是選取三裂葉豚草，把根去除掉，后用蒸餾水清洗，再放入烘箱中進(jìn)行烘干至恒重；經(jīng)過研磨、過篩工藝后與甲醛-H2SO4溶液水浴鍋加熱回流；回流1-2h后，調(diào)節(jié)PH、抽濾、干燥；將干燥粉末加入到檸檬酸鈉溶液充分反應(yīng)，再次抽濾，除去溶液，慮渣干燥即得一種三裂葉豚草改性吸附劑。
【IPC分類】C02F1-28, C02F1-62, B01J20-30, B01J20-24
【公開號(hào)】CN104525142
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410762905
【發(fā)明人】嚴(yán)致迪
【申請(qǐng)人】嚴(yán)致迪
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月14日