本發(fā)明涉及水污染治理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以橘子皮為基礎(chǔ)原料制備水中六價鉻離子吸附劑的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國金屬加工、電鍍電解、皮革鞣制、染色和鉻酸鹽等工業(yè)的發(fā)展，發(fā)明重金屬污染物對環(huán)境生態(tài)的影響也日益嚴重。而眾多污染物中，六價鉻離子的污染被人們廣泛關(guān)注，成為當前亟待妥善解決的突出環(huán)境問題。鉻一般以兩種形式存于水中，即Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)。因Cr(Ⅵ)易溶性、氧化性及對皮膚的高滲透性，Cr(Ⅵ)的毒性是Cr(Ⅲ)的500倍，被人類飲入體內(nèi)對肝、腎、胃腸造成損傷，并可引起致癌，被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究署列為第一類致癌物質(zhì)。
去除水中六價鉻離子的常用方法有吸附法、化學沉淀法、離子交換法、膜分離法、萃取法和生物處理法等。其中，吸附法因設(shè)備簡單，操作方便、運行費用低等特點而被廣泛采用。目前常用的六價鉻離子吸附劑多為活性炭，但因活性炭吸附存在明顯的缺陷：(1)價格昂貴，使用成本較高；(2)選擇性差，使用范圍有限；(3)再生設(shè)備少，費用高，再生困難。為了尋找吸附劑原料的新來源，不少學者把目光投向來源廣泛、再生性強以及無二次污染的農(nóng)業(yè)廢棄物，利用農(nóng)業(yè)生物廢棄物制作低成本、可持續(xù)的吸附劑，用于水和廢水處理，包括吸附處理廢水中的重金屬、有機污染物、染料等。
我國南方許多地區(qū)大量種植柑橘，中國柑橘產(chǎn)量很高，僅次于巴西和美國。橘皮區(qū)別柑皮可以制作陳皮入藥，大部分橘皮常被直接丟棄，造成很大的浪費，而且?guī)砹谁h(huán)境污染問題。橘皮含有豐富的化學成分，其表面有多種化學基團可以參與吸附反應(yīng)，同時其表面又具有片層、褶皺或多孔結(jié)構(gòu)，使比表面積增大，理論上有利于與吸附質(zhì)進行作用。如何利用橘皮制備成可去除水中六價鉻離子的吸附劑是亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于去除水中六價鉻離子的橘皮基吸附劑制備方法，其制備的吸附劑可有效去除水中六價鉻離子，降低吸附劑使用成本，提高經(jīng)濟效益。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種用于去除水中六價鉻離子的橘皮基吸附劑制備方法，包括以下步驟：
A.將橘皮廢棄物清洗干凈后剪切成1cm2的小塊，在電熱鼓風干燥箱內(nèi)以105℃溫度放置烘干2～4小時，然后將其粉碎成40～60目的橘皮粉；
B.將鈉基膨潤土加入到所述橘皮粉中，兩者混合均勻得到混合粉末，所述鈉基膨潤土與橘皮粉的質(zhì)量比為0.1～0.15:1；
C.配制質(zhì)量分數(shù)為15％～20％的氯化鋅溶液，按料液質(zhì)量比1:2～4將所述混合粉末與氯化鋅溶液混合，攪拌均勻，得到混合料液并在室溫下浸漬12～24小時；
D.將混合料液放置在馬弗爐中，使其從室溫加熱至500～600℃，在此溫度下焙燒90～120分鐘，然后自然冷卻至室溫；
E.將步驟D所得到的材料粉碎成30～60目的中間粉末，將該中間粉末置于質(zhì)量分數(shù)為10％的鹽酸溶液中浸泡12～24小時，然后用自來水洗滌至洗滌液的pH值為中性，最后在105℃溫度下烘干2～4小時，得到橘皮基吸附劑。
所述橘皮為蕓香科柑桔屬水果的皮。
所述鈉基膨潤土中包括有質(zhì)量分數(shù)為80％的蒙脫石，其粒度/目數(shù)≥200目，膨脹容為25～50ml/g，陽離子交換量CEC≥70mmol/100g。
所述洗滌液的pH值為7，采用pH試紙檢驗。
本發(fā)明對橘皮進行改性，加入鈉基膨潤土增強成品的強度和水中穩(wěn)定性，同時利用鈉基膨潤土的吸附作用提高吸附劑的吸附效果。在采用氯化鋅溶液的浸漬過程中，氯化鋅溶液中的鋅離子進入橘皮的孔隙中間，在炭化、活化過程中使橘皮纖維發(fā)生潤脹水解、氧化降解、催化脫水等反應(yīng)，形成孔隙結(jié)構(gòu)，增大橘皮的比表面積，從而加大吸附性能。鹽酸清洗最后起著疏通孔道與活化吸附劑的作用。
本發(fā)明的有益效果是：橘皮作為一種農(nóng)業(yè)廢棄物，其利用有明顯的優(yōu)勢：一是產(chǎn)量大，來源廣泛；二是原料價格便宜；三是原料地集中；四是具有社會效益、經(jīng)濟效益及環(huán)境效益，既可減緩對環(huán)境的污染又可提高橘皮廢棄物的利用價值。本發(fā)明利用資源豐富的橘皮為主要基礎(chǔ)原料，進行深度的炭化、活化處理，制備出制成孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、比表面積高、對六價鉻離子具有良好吸附性能的水處理劑，緩解了環(huán)境的壓力，降低吸附劑使用成本，同時也增加了粘土礦物膨潤土的利用途徑，擴大的六價鉻離子吸附劑的選擇，具有廣闊的實際應(yīng)用前景。
具體實施方式
實施例1：
一種用于去除水中六價鉻離子的橘皮基吸附劑制備方法，包括以下步驟：
A.取100g的橘皮廢棄物，將橘皮廢棄物清洗干凈后剪切成1cm2的小塊，在電熱鼓風干燥箱內(nèi)以105℃溫度放置烘干2小時，然后將其粉碎成50目的橘皮粉；
B.取10g橘皮粉，將1g鈉基膨潤土加入其中，混合均勻得到混合粉末；
C.配制質(zhì)量分數(shù)為20％的氯化鋅溶液，按料液質(zhì)量比1:4將所述混合粉末與氯化鋅溶液混合，攪拌均勻，得到混合料液并在室溫下浸漬24小時；
D.將混合料液放置在馬弗爐中，使其從室溫加熱至600℃，在此溫度下焙燒90分鐘，然后自然冷卻至室溫；
E.將步驟D所得到的材料粉碎成60目的中間粉末，將該中間粉末置于質(zhì)量分數(shù)為10％的鹽酸溶液中浸泡6小時，然后用自來水洗滌至洗滌液的pH值為中性，最后在105℃溫度下烘干2小時，得到橘皮基吸附劑。
將橘皮基吸附劑8.6g加入1L含50mg/L六價鉻離子的水中，在室溫下以180轉(zhuǎn)/分的速度攪拌50分鐘，然后過濾或者離心分離，處理后出水中六價鉻離子能滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-2002)和《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)的要求。
實施例2：
一種用于去除水中六價鉻離子的橘皮基吸附劑制備方法，包括以下步驟：
A.取100g的橘皮廢棄物，將橘皮廢棄物清洗干凈后剪切成1cm2的小塊，在電熱鼓風干燥箱內(nèi)以105℃溫度放置烘干3小時，然后將其粉碎成40目的橘皮粉；
B.取10g橘皮粉，將1.5g鈉基膨潤土加入其中，混合均勻得到混合粉末；
C.配制質(zhì)量分數(shù)為15％的氯化鋅溶液，按料液質(zhì)量比1:3將所述混合粉末與氯化鋅溶液混合，攪拌均勻，得到混合料液并在室溫下浸漬12小時；
D.將混合料液放置在馬弗爐中，使其從室溫加熱至550℃，在此溫度下焙燒100分鐘，然后自然冷卻至室溫；
E.將步驟D所得到的材料粉碎成40目的中間粉末，將該中間粉末置于質(zhì)量分數(shù)為10％的鹽酸溶液中浸泡6小時，然后用自來水洗滌至洗滌液的pH值為中性，最后在105℃溫度下烘干4小時，得到橘皮基吸附劑。
將橘皮基吸附劑6.1g加入1L含25mg/L六價鉻離子的水中，在室溫下以150轉(zhuǎn)/分的速度攪拌40分鐘，然后過濾或者離心分離，處理后出水中六價鉻離子能滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-2002)和《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)的要求。
實施例3：
一種用于去除水中六價鉻離子的橘皮基吸附劑制備方法，包括以下步驟：
A.取100g的橘皮廢棄物，將橘皮廢棄物清洗干凈后剪切成1cm2的小塊，在電熱鼓風干燥箱內(nèi)以105℃溫度放置烘干2小時，然后將其粉碎成60目的橘皮粉；
B.取10g橘皮粉，將1.2g鈉基膨潤土加入其中，混合均勻得到混合粉末；
C.配制質(zhì)量分數(shù)為18％的氯化鋅溶液，按料液質(zhì)量比1:2將所述混合粉末與氯化鋅溶液混合，攪拌均勻，得到混合料液并在室溫下浸漬20小時；
D.將混合料液放置在馬弗爐中，使其從室溫加熱至500℃，在此溫度下焙燒100分鐘，然后自然冷卻至室溫；
E.將步驟D所得到的材料粉碎成30目的中間粉末，將該中間粉末置于質(zhì)量分數(shù)為10％的鹽酸溶液中浸泡6小時，然后用自來水洗滌至洗滌液的pH值為中性，最后在105℃溫度下烘干3小時，得到橘皮基吸附劑。
將橘皮基吸附劑9.9g加入1L含197mg/L六價鉻離子的電鍍廢水中，在室溫下以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌50分鐘，然后過濾或者離心分離，處理后出水中六價鉻離子能滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-2002)和《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)的要求。
本發(fā)明的方法所制備的橘皮基吸附劑用于廢水等水質(zhì)中六價鉻離子的去除，吸附劑的用量為5～10kg/t污水，攪拌作用下反應(yīng)吸附完全時間為30～50分鐘，具體使用可根據(jù)實際情況調(diào)整使用量。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)先實施方式，只要以基本相同手段實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案都屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。