介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法，屬于材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水浮蓮，又名鳳眼蓮、水葫蘆、布袋蓮、鳳眼藍(lán)。有文獻(xiàn)和研宄表明水浮蓮對(duì)重金屬離子的富集與凈化能力很強(qiáng)，可濃縮倍數(shù)由幾十至上百倍，并隨金屬離子的不同而異。它是重金屬污染水體的生態(tài)治理工程的優(yōu)良植物材料，有公認(rèn)的水生植物吸污之王的美稱(chēng)。但是水浮蓮有生產(chǎn)速度瘋快的特點(diǎn)，若不及時(shí)大規(guī)模的清除，則會(huì)造成堵塞航道，影響交通運(yùn)輸?shù)热蛐晕：?wèn)題。目前對(duì)水浮蓮的處理和利用主要是將打撈出水的水葫蘆經(jīng)粉碎或打漿壓濾形成飼料而被利用，但由于水浮蓮中木質(zhì)纖維含量較高，難于降解，飼喂畜禽適口性差，不宜消化。
[0003]目前大量廢水的排放使得環(huán)境得到了嚴(yán)重的破換，危害著人類(lèi)的健康，因此有很多的去除污染物的吸附材料改性方法，通常采用的是水熱改性，化學(xué)改性方法，物理改性方法，但是目前比較有效的方法是一種新型的微生物改性方法，如公開(kāi)號(hào)CN102631889A，專(zhuān)利名稱(chēng)為“鳳眼蓮吸附材料及其制備方法”，該方法通過(guò)微生物作用在使吸附劑表面性能得到改善后，使其附含多羥基、多羧基化合物，制備方法新穎獨(dú)到。該方法雖然通過(guò)微生物作用，提高吸附性能，且具有來(lái)源廣，制備容易，可大量投入生產(chǎn)的特點(diǎn)，但是不能改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，未能從整體上提尚其吸附性能，利用率不尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)微生物生長(zhǎng)的方式只能改變物質(zhì)的表面性能，提高吸附效果，但無(wú)法改變物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成吸附材料浪費(fèi)、利用率不高，吸附性能也不能整體提高的弊端，提供了一種介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法，該方法改變了水浮蓮的表面性能，也改變了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提高了它的吸附性能，使吸附更徹底，能將吸附材料徹底利用，提高了利用率。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該吸附材料由水浮蓮、硝酸鎳、硝酸鐵和尿素為主要原料制備而成。
[0006]介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法的具體步驟為:
(1)將水浮蓮100?200g加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10?25%尿素的無(wú)水乙醇溶液600?800ml 浸泡 0.5 ?1.0h ;
(2)在上述混合物中加入3?5g硝酸镲，5?7g硝酸鐵，室溫下攪拌0.5?1.0h ;
(3)待其靜置15?20min，將其過(guò)濾，在自然通風(fēng)條件下再將濾渣晾干；
(4)把晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，并保持溫度60°C?70°C，厭氧發(fā)酵10?15
天;
(5)將厭氧發(fā)酵后的水浮蓮置于陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉，發(fā)霉時(shí)間為10?12天；
(6)在發(fā)霉期間，每隔30min用無(wú)水乙醇將其淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.6?0.9 μ m時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0?2.5% H2O2溶液滅菌；
(7)滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。
[0007]本發(fā)明的原理:在原有微生物改性水浮蓮的吸附材料基礎(chǔ)上，加入硝酸鎳、硝酸鐵和含有尿素的無(wú)水乙醇混合體系中，經(jīng)引入硝酸鎳和硝酸鐵夾雜在水浮蓮中，通過(guò)厭氧發(fā)酵整個(gè)水浮蓮內(nèi)部呈膨脹結(jié)構(gòu)，以水浮蓮為基質(zhì)，鎳、鐵為骨架，霉芽為生長(zhǎng)點(diǎn)，經(jīng)滅菌后形成介孔。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(1)改變了水浮蓮的表面性能，也改變了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提高了它的吸附性能，使吸附更徹底；
(2)能將吸附材料徹底利用，提高了利用率；
(3)高效的處理利用水浮蓮，避免造成航運(yùn)堵塞等危險(xiǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]首先將水浮蓮100?200g加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10?25%尿素的無(wú)水乙醇溶液600?800ml浸泡0.5?1.0h ;再在上述混合物中加入3?5g硝酸鎂，5?7g硝酸鐵，室溫下攪拌0.5?1.0h，待其靜置15?20min，將其過(guò)濾，在自然通風(fēng)條件下將濾渣晾干；接著將晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，并保持溫度60°C?70°C，厭氧發(fā)酵10?15天；將厭氧發(fā)酵后的水浮蓮置于陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉，發(fā)霉時(shí)間為10?12天；在發(fā)霉期間，每隔30min用無(wú)水乙醇將其淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.6?0.9 μ m時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0?2.5%H2O2溶液滅菌；滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。
實(shí)例I
[0010]首先將水浮蓮200g加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%尿素的無(wú)水乙醇溶液800ml浸泡
0.5h ;再在上述混合物中加入3g硝酸鎂，7g硝酸鐵，室溫下攪拌1.0h，待其靜置15min，將其過(guò)濾，在自然通風(fēng)條件下將濾渣晾干；接著將晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，并保持溫度70°C，厭氧發(fā)酵15天；將厭氧發(fā)酵后的水浮蓮置于陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉，發(fā)霉時(shí)間為12天；在發(fā)霉期間，每隔30min用無(wú)水乙醇將其淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.9ym時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5% H2O2溶液滅菌；滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。
[0011]取0.2g的介孔水浮蓮吸附材料放入400ml含有氨氮的廢水中，攪拌15min，再測(cè)定廢水中的氨氮濃度，去除率99.99%。
實(shí)例2
[0012]首先將水浮蓮10g加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%尿素的無(wú)水乙醇溶液800ml浸泡
1.0h ;再在上述混合物中加入5g硝酸鎂，5g硝酸鐵，室溫下攪拌0.5h，待其靜置15min，將其過(guò)濾，在自然通風(fēng)條件下將濾渣晾干；接著將晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，并保持溫度70°C，厭氧發(fā)酵10天；將厭氧發(fā)酵后的水浮蓮置于陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉，發(fā)霉時(shí)間為12天；在發(fā)霉期間，每隔30min用無(wú)水乙醇將其淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.9ym時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5% H2O2溶液滅菌；滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。
[0013]取0.1g的介孔水浮蓮吸附材料放入300ml含硫的廢水中，攪拌lOmin，再測(cè)定廢水中的硫濃度，去除率99.99 %。
實(shí)例3
[0014]首先將水浮蓮150g加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%尿素的無(wú)水乙醇溶液700ml浸泡0.5h ;再在上述混合物中加入4g硝酸鎂，6g硝酸鐵，室溫下攪拌1.0h，待其靜置15min，將其過(guò)濾，在自然通風(fēng)條件下將濾渣晾干；接著將晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，并保持溫度65°C，厭氧發(fā)酵12天；將厭氧發(fā)酵后的水浮蓮置于陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉，發(fā)霉時(shí)間為10天；在發(fā)霉期間，每隔30min用無(wú)水乙醇將其淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.8 μ m時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5% H2O2溶液滅菌；滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。
[0015]取0.3g的介孔水浮蓮吸附材料放入500ml含苯廢水中，攪拌15min，再測(cè)定廢水中的苯濃度，去除率高達(dá)99.99%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法，其特征在于:該吸附材料由水浮蓮、硝酸鎳、硝酸鐵和尿素為主要原料制備而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法，其特征在于: (1)將水浮蓮100?200g加入含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10?25%尿素的無(wú)水乙醇溶液600?800ml 浸泡 0.5 ?1.0h ;(2)在上述混合物中加入3?5g硝酸镲，5?7g硝酸鐵，室溫下攪拌0.5?1.0h ; (3)待其靜置15?20min，將其過(guò)濾，在自然通風(fēng)條件下將濾渣晾干； (4)把晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，并保持溫度60°C?70°C，厭氧發(fā)酵10?15天; (5)將厭氧發(fā)酵后的水浮蓮置于陰暗、潮濕、通風(fēng)的地方發(fā)霉，發(fā)霉時(shí)間為10?12天； (6)在發(fā)霉期間，每隔30min用無(wú)水乙醇將其淋濕，待霉芽長(zhǎng)出0.6?0.9 μ m時(shí)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0?2.5 % H2O2溶液滅菌； (7)滅菌后，在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種介孔水浮蓮吸附材料及其制備方法，屬于材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明先將水浮蓮加入含有尿素的無(wú)水乙醇溶液中浸泡，再加入硝酸鎂，硝酸鐵，在室溫下攪拌，過(guò)濾，在自然通風(fēng)條件下將濾渣晾干，接著把晾干后的水浮蓮混合物用牛糞覆蓋，經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵、發(fā)霉、滅菌等過(guò)程，最后在火爐上反復(fù)焙炒，然后迅速冷卻、冷凍干燥，即可得到介孔水浮蓮吸附材料。本發(fā)明改變了水浮蓮的表面性能，也改變了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提高了它的吸附性能，去除率高達(dá)99.99％以上，同時(shí)能將吸附材料徹底利用，提高了利用率，高效的處理利用水浮蓮，避免造成航運(yùn)堵塞等危險(xiǎn)。
【IPC分類(lèi)】C02F1/28, B01J20/24, B01J20/30
【公開(kāi)號(hào)】CN104959119
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510323670
【發(fā)明人】郭迎慶, 薛紅娟
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月12日