利用β-環(huán)糊精殼聚糖與核桃殼生物炭復(fù)合的吸附劑去除廢水中的六價(jià)鉻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生物炭復(fù)合生物材料在廢水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其設(shè)及0環(huán)糊精 殼聚糖修飾的核桃殼生物炭去除廢水中的六價(jià)銘的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 水體重金屬污染是當(dāng)今危害影響較大的環(huán)境污染問(wèn)題，重金屬銘的污染是其中 常見水體污染之一。重金屬銘污染主要來(lái)源于化妝品原料、皮革制劑、金屬部件鍛銘部 分，工業(yè)顏料W及較革、橡膠和陶瓷原料等；銘的毒性與其存在的價(jià)態(tài)有關(guān)，六價(jià)銘比= 價(jià)銘毒性高100倍，并易被人體吸收且在體內(nèi)蓄積，=價(jià)銘和六價(jià)銘可W相互轉(zhuǎn)化。若 人體攝入過(guò)量銘，可致腹部不適及腹瀉等中毒癥狀，引起過(guò)敏性皮炎或濕疹，呼吸進(jìn)入人 體，對(duì)呼吸道有刺激和腐蝕作用，引起咽炎、支氣管炎等危害。我國(guó)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB8978-1996)中明確規(guī)定工業(yè)廢水中總銘含量不得超過(guò)1. 5mg/l，六價(jià)銘含量不得超過(guò) 0.5mg/L。目前常用的去除方法主要有膜處理法、離子交換法、沉淀法和吸附法。吸附法實(shí) 質(zhì)上是吸附劑活性表面對(duì)銘離子的吸引，并因其高效、低價(jià)和可回收廢水中重金屬等優(yōu)點(diǎn) 受到越來(lái)越多的關(guān)注，常用吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。但由于大多數(shù)無(wú) 機(jī)吸附劑來(lái)源不豐富，有機(jī)吸附劑吸附能力有限而限制其使用，故制備一種來(lái)源廣泛、廉價(jià) 并且吸附能力強(qiáng)的吸附劑具有很大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和意義。
[0003] 生物炭是生物有機(jī)材料（生物質(zhì)）在缺氧或絕氧環(huán)境中，經(jīng)低溫?zé)崃呀夂笊煞?香難烙性的固態(tài)產(chǎn)物。由于其具有疏松多孔、排列有序的芳香環(huán)片層等結(jié)構(gòu)，使得生物炭在 吸附廢水中的重金屬、有機(jī)物、染料等污染物方面有很大的潛力。核桃殼屬于內(nèi)果皮。實(shí)驗(yàn) 證明，在脫脂、破碎成顆粒狀并經(jīng)過(guò)高溫般燒成生物炭后對(duì)重金屬銘具有良好的吸附效果， 起到了廢物利用的作用。殼聚糖又稱脫乙酷甲殼素，是由自然界廣泛存在的幾下質(zhì)經(jīng)過(guò)脫 乙酷作用得到的。殼聚糖大分子中有活潑的徑基和氨基，具有較強(qiáng)的和重金屬發(fā)生馨合作 用的反應(yīng)能力。環(huán)糊精是直鏈淀粉在由芽抱桿菌產(chǎn)生的環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下生成 的一系列環(huán)狀低聚糖的總稱。0環(huán)糊精的分子桐適中，應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)成本低，是目前工 業(yè)上使用最多的環(huán)糊精產(chǎn)品，但他的疏水區(qū)域及催化活性有限，使其在應(yīng)用上受到一定限 審IJ。因此，先將0環(huán)糊精與殼聚糖有效鏈接，再與核桃生物炭進(jìn)行復(fù)合，W此來(lái)增加生物炭 表面重金屬的吸附位點(diǎn)和官能基團(tuán)的數(shù)量，從而提高其對(duì)重金屬的吸附能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種吸附容量大、成本低、 制備簡(jiǎn)單且對(duì)環(huán)境無(wú)污染的去除廢水中六價(jià)銘的方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為利用0環(huán)糊精殼聚糖與核桃殼 生物炭復(fù)合的吸附劑去除廢水中的六價(jià)銘的方法，所述方法包括W下步驟：取一定量的六 價(jià)銘濃度廢水，將一定量的P環(huán)糊精殼聚糖生物炭吸附劑添加到廢水中，在恒溫振蕩器中 振蕩吸附，反應(yīng)完后靜置沉淀或者過(guò)濾分離，完成對(duì)廢水中六價(jià)銘的去除。
[0006] 上述技術(shù)方案中，所述0環(huán)糊精殼聚糖生物炭吸附劑由W下步驟制得：
[0007] (1)將6gP環(huán)糊精與Ig的殼聚糖溶于120ml的Imol/L的鹽酸溶液，加入S頸瓶 中，攬拌均勻得乳白色溶液，加熱至85°C左右變無(wú)色時(shí)，滴加50%的戊二醒3ml，繼續(xù)加熱 反應(yīng)Ih后變?yōu)榈S色取出； 陽(yáng)00引 似用Imol/L的化OH溶液將（1)中的產(chǎn)物調(diào)節(jié)抑值至7~8變?yōu)闂澤?，冷卻， 沉淀，過(guò)濾，干燥得0環(huán)糊精殼聚糖產(chǎn)物；
[0009] (3)將曬干磨成顆粒狀的核桃殼生物質(zhì)放入管式爐中，300~600°C，通成，燒1~ 2h，即得到核桃殼生物炭。把得到的磁性生物炭用去離子水洗涂2~3次，50~60°C烘干， 研磨，過(guò)150目篩；
[0010] (4)取2g的核桃殼生物炭在200ml超純水中溶解，放入超聲箱中超聲分散化。再 加入0.IM的N服和邸C各50ml，再持續(xù)磁力攬拌2.化后調(diào)節(jié)抑至7. 0 ;
[0011] (5)取4g(2)中的0環(huán)糊精殼聚糖產(chǎn)物于（4)中的生物炭懸液中，再加入IOml戊 二醒，超聲分散lOmin，置于65°C中振蕩化，再調(diào)抑至7. 0,過(guò)濾、50°C烘干、研磨、過(guò)150目 篩，即得到0環(huán)糊精殼聚糖生物炭復(fù)合材料吸附劑。
[0012] 上述制備方法中，制備的順序?yàn)橄戎苽?環(huán)糊精殼聚糖和核桃殼生物炭，再制備 0環(huán)糊精殼聚糖核桃殼生物炭復(fù)合材料。
[0013] 本發(fā)明還提供一種上述的0環(huán)糊精殼聚糖核桃殼生物炭復(fù)合材料應(yīng)用于去除六 價(jià)銘離子的方法，包括W下步驟：向含濃度為20~800mg/L的六價(jià)銘廢水中加入該復(fù)合材 料，復(fù)合材料使用量為0. 1~1旨/1，在20~50°C下振蕩吸附反應(yīng)一段時(shí)間后，沉淀或過(guò)濾 將復(fù)合物與廢水分離，完成對(duì)六價(jià)銘離子的去除。
[0014] 上述應(yīng)用中，所述吸附反應(yīng)的抑值優(yōu)選為2~9 ;
[0015] 上述應(yīng)用中，所述吸附反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為1~24小時(shí)；
[0016] 上述技術(shù)方案中，所述恒溫振蕩器轉(zhuǎn)速優(yōu)選為100~160轉(zhuǎn)/分鐘。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0018] 1.本發(fā)明的0環(huán)糊精殼聚糖核桃殼生物炭，具有比表面積大、孔隙容量大、孔徑 尺寸小、表面官能基團(tuán)多且易與金屬離子結(jié)合的特點(diǎn)，且吸附效率高，具有環(huán)境友好性，為 重金屬銘廢水的治理提出了新方法。
[0019] 2.原材料來(lái)源豐富，成本低，且其制備方法和工藝簡(jiǎn)單，能夠有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生 產(chǎn)；
[0020] 3.本發(fā)明的0環(huán)糊精殼聚糖核桃殼生物炭對(duì)重金屬六價(jià)銘的去除效率高，處理 工藝簡(jiǎn)單且易于操作。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的0環(huán)糊精殼聚糖核桃殼生物炭復(fù)合材料的掃描電鏡圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的0環(huán)糊精殼聚糖生物炭核桃殼復(fù)合材料吸附六價(jià)銘后 的XPS光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]W下將結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0024] 實(shí)施例1:
[00巧]一種本發(fā)明所述的0環(huán)糊精殼聚糖核桃殼生物炭復(fù)合材料，該復(fù)合材料由W下 方法制備：
[0026] (1)將6gP環(huán)糊精與Ig的殼聚糖溶于120ml的Imol/L的鹽酸溶液，加入S頸瓶 中，攬拌均勻得乳白色溶液，加熱至85°C左右變無(wú)色時(shí)，滴加50%的戊二醒3ml，繼續(xù)加熱 反應(yīng)Ih后變?yōu)榈S色取出；
[0027] 似用Imol/L的化OH溶液將（1)中的產(chǎn)物調(diào)節(jié)抑值至7~8變?yōu)闂澤螅鋮s， 沉淀，過(guò)濾，干燥得0環(huán)糊精殼聚糖產(chǎn)物； 陽(yáng)02引 做將曬干磨成顆粒狀的核桃殼生物質(zhì)放入管式爐中，300~600°C，通Ns,燒1~ 2h，即得到核桃殼生物炭。把得到的磁性生物炭用去離子水洗涂2~3次，50~60°C烘干， 研磨，過(guò)150目篩；
[0029] (4)取2g的核桃殼生物炭在200ml超純水中溶解，放入超聲箱中超聲分散化。再 加入0.IM的N服和邸C各50ml，再持續(xù)磁力攬拌2.化后調(diào)節(jié)抑至7. 0 ;
[0030] (5)取4g(2)中的0環(huán)糊精殼聚糖產(chǎn)物于（4)中的生物炭懸液中，再加入IOml戊 二醒，超聲分散lOmin，置于65°C中振蕩化，再調(diào)抑至7. 0,過(guò)濾、50°C烘干、研磨、過(guò)150目 篩，即得到0環(huán)糊精殼聚糖/生物炭復(fù)合材料吸附劑。 陽(yáng)03U 實(shí)施例2:
[0032] 將實(shí)施例1制備的0環(huán)糊精殼聚糖核桃殼生物炭復(fù)合材料應(yīng)用于六價(jià)銘離子廢 水的處理，包