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CN104525139A - 一种重金属吸附剂及其制备工艺 - Google Patents

一种重金属吸附剂及其制备工艺 Download PDF

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CN104525139A CN201410762349.9A CN201410762349A CN104525139A CN 104525139 A CN104525139 A CN 104525139A CN 201410762349 A CN201410762349 A CN 201410762349A CN 104525139 A CN104525139 A CN 104525139A
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Abstract

本发明的目的是提供一种重金属吸附剂及其制备工艺。该工艺包括如下步骤：选用桂树叶进行清洗、烘干、冷却、粉粹、过筛，再将粉末与甲醛-H2SO4溶液加热回流、抽滤、干燥，然后与柠檬酸鈉溶液反应，再经过抽滤、干燥。该吸附剂制备过程简单、原料来源广泛、环境友好等。

Description

一种重金属吸附剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种吸附剂，特别涉及一种吸附重金属的生物质吸附剂及其制备方法，属于化学领域。
背景技术
众所周知，随着工业的发展，重金属污染越来越严重。重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属具有不易移动溶解的特性，进入生物体后不能被排出，会造成慢性中毒。根据对我国七大水系中水质最好的长江的调查，其近岸水域己受到不同程度的重金属污染，Zn、Pb、Cd、Cu、Cr等元素污染严重，而且亲硫元素如Cd、Pb、Hg、Cu的潜在活性大，易参与环境中各类物质的反应。21个沿江主要城市中，攀枝花、宜昌、南京、武汉、上海、重庆6个城市的重金属累积污染百分率己达到65%。重金属随废水排出时，即使浓度很小，也能造成危害，其废水污染毒性一具有长期持续性。中山大学一个科研团队08年3月调查了珠江三角洲某地级市13个蔬菜生产基地，其中7个基地的土壤存在重金属污染问题，土壤重金属超标面积为2100亩，占调查菜地面积的37.8％。重金属会从土壤中进入蔬菜中，而动物体内的重金属则是通过食物链层层传递，并在体内富集起来。食物中所含的重金属并不能通过水洗、浸泡、加热、烹炒等方法减少。
重金属废水的的处理方法有离子交换法、电化学法、化学沉淀法、膜分离技术法、生物处理法、吸附法等，其中吸附法主要是利用高比表面积或具有多孔结构的物质作为吸附材料去吸附重金属离子。该法的核心是吸附剂的选择，常用的吸附剂有活性炭、矿物质、分子筛和微生物。但这些方法普遍存在着二次污染、成本高、对低浓度重金属废水处理效果不理想等问题，所以找寻便宜的吸附剂是当今重要的课题。近年来通过活的生物体吸附移走重金属的方法已引起关注。这一方法主要利用超积累植物、藻类和微生物对重金属有较大的吸附能力去除废水中的重金属 。但用活的生物体来处理污水受生物体本身的生物量和生长特性的限制，因此至今该类方法还不适于大规模的应用。
已有研究表明，某些植物类细胞有多层微纤维结构，其组成一般都含有纤维素和果胶质等，它们可提供氨基、酰胺基、醛基、羟基、硫醇等功能团与金属结合，桂树叶为桂树的叶子，单叶对生，革质而脆，将其改性制备成吸附剂用于废水处理，可达到以废治废，实现经济效益、社会效益及环境效益的统一。本发明以桂树叶为原料，通过改性制备一种重金属吸附剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种重金属吸附剂及其制备工艺。该制备工艺包括如下步骤：
⑴ 选用桂树叶用蒸馏水进行清洗数次，后放入烘箱中进行烘干至恒重；
⑵ 后取出冷却，待冷却至室温后粉碎、过1mm尼龙筛、收集粉末；
⑶ 将收集的粉末置于圆底烧瓶中，加一定量的甲醛-H2SO4溶液，置水浴锅中加热回流；
⑷ 回流1-2h后，进行抽滤去除溶液；
⑸ 粉渣用蒸馏水洗至 pH>5以上，干燥；
⑹  将干燥粉末加入到柠檬酸鈉溶液中，并不停地搅拌使其充分反应；
⑺ 反应后再次抽滤，除去溶液，虑渣干燥即得一种重金属吸附剂。
 优先地，步骤⑶中添加的甲醛-H2SO4溶液所含物质的比例为（甲醛浓度37-40%，H2SO4浓度为0.10-0.15mol/L）。
  优先地，步骤⑶中加热回流温度不超过80℃。
  优先地，步骤⑹ 中柠檬酸鈉溶度不超过0.5mol/L。
本发明具有下列优点和特性：
⑴ 原料来源广泛，成本低廉；
⑵ 制备过程简单，生产效率高；
⑶ 不造成二次污染，环境友好。
具体实施方式
实施例一：
将桂树叶用蒸馏水进行清洗3次，后放入烘箱中烘干至恒重，待冷却至室温时用研磨罐进行粉碎、过1mm尼龙筛、收集粉末；将收集的粉末10g置于圆底烧瓶中，加入200mL的甲醛-H2SO4溶液（甲醛浓度37%，H2SO4浓度为0.1mol/L），并置于60℃的水浴锅中加热回流，回流1h后，进行抽滤去除溶液，粉渣用蒸馏水洗至 pH=5，干燥；将干燥粉末加入到0.3mol/L的柠檬酸鈉溶液中，并不停地搅拌使其充分反应；反应后再次抽滤，除去溶液，虑渣干燥即得一种重金属吸附剂。
实施例二：
将桂树叶用蒸馏水进行清洗3次，后放入烘箱中烘干至恒重，待冷却至室温时用研磨罐进行粉碎、过1mm尼龙筛、收集粉末；将收集的粉末20g置于圆底烧瓶中，加入200mL的甲醛-H2SO4溶液（甲醛浓度38%，H2SO4浓度为0.12mol/L），并置于70℃的水浴锅中加热回流，回流1.5h后，进行抽滤去除溶液，粉渣用蒸馏水洗至 pH=6，干燥；将干燥粉末加入到0.4mol/L的柠檬酸鈉溶液中，并不停地搅拌使其充分反应；反应后再次抽滤，除去溶液，虑渣干燥即得一种重金属吸附剂。
实施例三：
将桂树叶用蒸馏水进行清洗3次，后放入烘箱中烘干至恒重，待冷却至室温时用研磨罐进行粉碎、过1mm尼龙筛、收集粉末；将收集的粉末30g置于圆底烧瓶中，加入200mL的甲醛-H2SO4溶液（甲醛浓度40%，H2SO4浓度为0.15mol/L），并置于80℃的水浴锅中加热回流，回流2h后，进行抽滤去除溶液，粉渣用蒸馏水洗至 pH=7，干燥；将干燥粉末加入到0.5mol/L的柠檬酸鈉溶液中，并不停地搅拌使其充分反应；反应后再次抽滤，除去溶液，虑渣干燥即得一种重金属吸附剂。

Claims (4)

1.一种重金属吸附剂及其制备工艺，其特征在于，该方法是通过以下技术路线实现的：
⑴ 选用桂树叶用蒸馏水进行清洗数次，后放入烘箱中进行烘干至恒重；
⑵ 取出冷却，待冷却至室温后粉碎、过1mm尼龙筛、收集粉末；
⑶ 将收集的粉末置于圆底烧瓶中，加一定量的甲醛-H2SO4溶液，置水浴锅中加热回流；
⑷ 回流1-2h后，进行抽滤去除溶液；
⑸ 粉渣用蒸馏水洗至 pH>5以上，干燥；
⑹  将干燥粉末加入到柠檬酸鈉溶液中，并不停地搅拌使其充分反应；
⑺ 反应后再次抽滤，除去溶液，虑渣干燥即得一种重金属吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种重金属吸附剂及其制备工艺，其特征在于，在步骤⑶中添加的甲醛-H2SO4溶液所含物质的溶度为：甲醛浓度（37-40%）、H2SO4浓度（0.10-0.15mol/L）。
3.根据权利要求1所述的一种重金属吸附剂及其制备工艺，其特征在于，在步骤⑶中加热回流温度不超过80℃。
4.根据权利要求1所述的一种重金属吸附剂及其制备工艺，其特征在于，在步骤⑹中柠檬酸鈉溶度不超过0.5mol/L。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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