一種硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及重金屬?gòu)U水處理領(lǐng)域，特別是一種硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材 料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)中的許多生產(chǎn) 過(guò)程中都產(chǎn)生重金屬?gòu)U水。重金屬?gòu)U水具有毒性強(qiáng)、難降解、易富集、致癌性、致突變性等特 點(diǎn)，是廢水治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，用于除去重金屬的有效分離工藝有沉淀、離子交換、電 化學(xué)處理、膜技術(shù)、蒸發(fā)凝固等，但這些技術(shù)的應(yīng)用受工藝和經(jīng)濟(jì)的限制。
[0003] 生物吸附法是指利用某些生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來(lái)吸附溶于水中的 金屬離子，再通過(guò)固液兩相分離來(lái)去除水溶液中金屬離子的方法。生物吸附法作為重金屬 廢水處理的一項(xiàng)新技術(shù)，具有高效、節(jié)能、可循環(huán)、利用、環(huán)保、投資小、成本和運(yùn)行費(fèi)用低等 特點(diǎn)。在重金屬水處理上有著極為廣闊的應(yīng)用前景。尋找具有高吸附容量、易獲得、廉價(jià)的 生物材料是生物吸附法的技術(shù)關(guān)鍵。
[0004] 李氏禾（Zeersia Aexaflt/ra)屬多年生禾本科草本植物，廣泛分布于華東、華中、 河北、陜西、四川、貴州和廣西等地，為野生雜草草，多生于沼澤地、溪旁和稻田的田基上。李 氏禾可通過(guò)種子繁殖，也可通過(guò)地下莖繁殖，繁殖速度非?？?，可高密度生長(zhǎng)，單位面積內(nèi) 生物量大，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上是水稻的克星。若能將李氏禾制作成生物炭對(duì)重金屬進(jìn)行吸附，不 僅可以為重金屬水處理提供吸附材料，而且可以為李氏禾的綜合利用提供新思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料的制備方法。
[0006] 具體步驟為： (1)采集李氏禾的葉，然后用自來(lái)水沖洗3次，再用超純水沖洗3次。
[0007] (2)將步驟（1)所得李氏禾的葉放入牛皮檔案袋中，置于80°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥 24小時(shí)，然后用高速粉碎機(jī)粉碎，粉碎后過(guò)100目篩。
[0008] (3)將步驟（2)所得物放入陶瓷坩堝里，置于KKTC馬弗爐中6小時(shí)，自然冷卻后 取出，得原狀李氏禾重金屬生物吸附劑。
[0009] (4)將步驟（3)所得原狀李氏禾重金屬生物吸附劑溶于濃度為3mol/L的硫酸溶液 中，原狀李氏禾重金屬生物吸附劑：濃度為3mol/L的硫酸=20g :1L，45°C下水浴反應(yīng)12小 時(shí)。
[0010] (5)將步驟（4)所得物進(jìn)行抽濾，然后用超純水潤(rùn)洗至中性。
[0011] (6)將步驟（5)所得物置于55°C烘箱干燥至恒重，得硫酸改性李氏禾重金屬生物 吸附材料。
[0012] 本發(fā)明充分利用田間雜草李氏禾制備污染水體重金屬吸附材料，其在酸性、中性 和堿性的水體壞境中對(duì)Cr(VI)的均有很好的吸附效果。在pH值為1~11之間，對(duì)50mg/ L Cr ( VI)污染水體的去除率保持在83. 07~99. 65%之間；在廢水中Cr ( VI)濃度為20~ 1000mg/L時(shí)，吸附量達(dá)到8. 60~349. 81mg/g。同時(shí)，本發(fā)明方法所制備的吸附材料對(duì)重金 屬Cr (III )、Pb、Zn、Mn、Ni、Cd也有較好的吸附效果。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 實(shí)施例： 一、硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料的制備： (1)采集李氏禾的葉，然后用自來(lái)水沖洗3次，再用超純水沖洗3次。
[0014] (2)將500g步驟（1)所得李氏禾的葉放入牛皮檔案袋中，置于80°C鼓風(fēng)干燥箱中 干燥24小時(shí)，然后用高速粉碎機(jī)粉碎，粉碎后過(guò)100目篩。
[0015] (3)將步驟（2)所得物放入50mL陶瓷坩堝里，置于KKTC馬弗爐中6小時(shí)，自然冷 卻后取出，得原狀李氏禾重金屬生物吸附劑。
[0016] (4)將20g步驟（3)所得原狀李氏禾重金屬生物吸附劑溶于IL濃度為3mol/L的 硫酸溶液中，45°C下水浴反應(yīng)12小時(shí)。
[0017] (5)將步驟（4)所得物進(jìn)行抽濾，然后用超純水潤(rùn)洗至中性。
[0018] (6)將步驟（5)所得物置于55°C烘箱干燥至恒重，得硫酸改性李氏禾重金屬生物 吸附材料。
[0019] 二、硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料吸附實(shí)驗(yàn)一、廢水pH對(duì)吸附效果的影響 分別稱取〇. 3g粒徑為100目的硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料投加到50mL濃度 為5〇11^/1的重鉻酸鉀溶液中，調(diào)節(jié)溶液的？!1值分別為1、3、5、7、9、11，在30°19〇17^11的 水浴振蕩器中震蕩24小時(shí)，過(guò)濾，測(cè)定溶液中重鉻酸根離子的濃度，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。實(shí) 驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0020] 表1廢水pH對(duì)硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料吸附效果的影響
三、硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料吸附實(shí)驗(yàn)二、廢水初始濃度對(duì)吸附效果的影 響 分別稱取〇. 3g粒徑為100目的硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料投加到50mL濃度 為20、50、100、150、200、250、300、500、1000 mg/L的重鉻酸鉀溶液中，調(diào)節(jié)溶液的pH值為5， 在30° 190r/min的水浴振蕩器中振蕩器中震蕩24小時(shí)，過(guò)濾，測(cè)定溶液中重鉻酸根離子的 濃度，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。
[0021] 表2 :溶液初始濃度對(duì)硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料吸附效果的影響

四、硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料吸附實(shí)驗(yàn)二、等溫吸附實(shí)驗(yàn) 分別稱取0.1 g粒徑為100目的硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料投加到50mL 濃度為50mg/L的重鉻酸鉀溶液中，調(diào)節(jié)溶液的pH值為5,設(shè)置溫度為25°C、35°C和 45°C (T〇=298K、308K 和 318K)，在 190r/min 的水浴振蕩器中震蕩 1 天，3000r/min 離心 10 分鐘，過(guò)濾，測(cè)定溶液中重鉻酸根離子的濃度，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。
[0022] 表3 :溫度對(duì)硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料吸附效果的影響
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料的制備方法，其特征在于具體步驟為： (1) 采集李氏禾的葉，然后用自來(lái)水沖洗3次，再用超純水沖洗3次； (2) 將步驟（1)所得李氏禾的葉放入牛皮檔案袋中，置于80°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥24小 時(shí)，然后用高速粉碎機(jī)粉碎，粉碎后過(guò)100目篩； (3) 將步驟（2)所得物放入陶瓷坩堝里，置于KKTC馬弗爐中6小時(shí)，自然冷卻后取出， 得原狀李氏禾重金屬生物吸附劑； (4) 將步驟（3)所得原狀李氏禾重金屬生物吸附劑溶于濃度為3mol/L的硫酸溶液中， 原狀李氏禾重金屬生物吸附劑：濃度為3mol/L的硫酸=20g:1L，45°C下水浴反應(yīng)12小時(shí)； (5) 將步驟（4)所得物進(jìn)行抽濾，然后用超純水潤(rùn)洗至中性； (6) 將步驟（5)所得物置于55°C烘箱干燥至恒重，得硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附 材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種硫酸改性李氏禾重金屬生物吸附材料的制備方法。（1）將李氏禾的葉用自來(lái)水沖洗3次，再用超純水沖洗3次；（2）將李氏禾的葉干燥、粉碎，粉碎后過(guò)100目篩；（3）放入陶瓷坩堝里，置于100℃馬弗爐中6小時(shí)，得原狀李氏禾重金屬生物吸附劑；（4）將原狀李氏禾重金屬生物吸附劑溶于濃度為3mol/L的硫酸溶液中，原狀李氏禾重金屬生物吸附劑：濃度為3mol/L的硫酸=20g：1L，45℃下水浴反應(yīng)12小時(shí)；（5）抽濾，用超純水潤(rùn)洗至中性；（6）置于55℃烘箱干燥至恒重。本發(fā)明充分利用田間雜草李氏禾制備污染水體重金屬吸附材料,其在酸性、中性和堿性的水體壞境中對(duì)Cr(Ⅵ)的均有很好的吸附效果；同時(shí)，對(duì)重金屬Cr(Ⅲ)、Pb、Zn、Mn、Ni、Cd也有較好的吸附效果。
【IPC分類】B01J20/30, C02F101/20, C02F1/28, B01J20/24
【公開號(hào)】CN104888719
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510134162
【發(fā)明人】張學(xué)洪, 張杏鋒, 程志剛
【申請(qǐng)人】桂林理工大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日