一種用于吸附重金屬離子磁性木材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于吸附重金屬離子材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在自然界中重金屬離子在食物鏈中的積累對人類的危害不言而喻，而如今大量的工業(yè)生產(chǎn)活動使這一現(xiàn)象變得有過之而無不及。因此許多用于除去重金屬離子的處理過程被發(fā)明，然而現(xiàn)有技術(shù)往往價格昂貴，如何降低成本又達到高效吸附重金屬離子的效果早已成為吸附行業(yè)的重中之重。近年來，生物吸附劑越來越受到人們的重視，因為其價格低廉，原料來源廣泛，這些生物吸附劑大多來源于微生物和木質(zhì)纖維素材料。國外的一些研究發(fā)現(xiàn)用樹皮粉或者是廢棄的木鋸肩具有一定的吸附重金屬離子能力，然而這些吸附材料往往不容易回收和重復(fù)利用，且吸附效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)存在用木質(zhì)材料做吸附劑不易回收和重復(fù)利用，且吸附效率不高的問題，而提供一種用于吸附重金屬離子磁性木材的制備方法。
[0004]—、將含Co2+的鹽、含F(xiàn)e 2+的鹽及水混合，得到含有Co 2+和Fe 2+的混合溶液，將木材浸入到含有Co2+和Fe 2+的混合溶液中并密封反應(yīng)器，然后在溫度為50°C?200°C下水熱反應(yīng)Ih?52h，再將反應(yīng)器冷卻至室溫；
[0005]所述的含有Co2+和Fe 2+的混合溶液中含Co 2+的鹽的濃度為0.0lmol/L?1mol/L ;所述的含F(xiàn)e2+的鹽與含Co 2+的鹽的摩爾比為1: (I?20)；
[0006]所述的含F(xiàn)e2+的鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵或硝酸亞鐵；所述的含Co 2+的鹽為氯化鈷、硫酸鈷或硝酸鈷；
[0007]二、將訊03加入到堿溶液中溶解，得到KNO3的堿性溶液，然后將步驟一中的反應(yīng)器上層清液倒出，再將KNO3的堿性溶液加入到反應(yīng)器中，并在溫度為50°C?200°C下繼續(xù)反應(yīng)Ih?48h，得到反應(yīng)后的木材；
[0008]所述的堿溶液為濃度為0.0lmol/L?lOmol/L的NaOH溶液或質(zhì)量百分數(shù)為I %?20%的氨水溶液；所述的謂03的堿性溶液中KNO 3的濃度為0.1 X 10 4mol/L?lOmol/L ;所述的KNO3的堿性溶液與含有Co 2+和Fe 2+的混合溶液的體積比為1: (0.1?10);
[0009]三、在溫度為20°C?150°C下，將反應(yīng)后的木材真空干燥Ih?48h，得到原位生長磁性納米CoFe2O4的木材；
[0010]四、將含有氨基官能團的物質(zhì)與醇溶液混合，得到濃度為1.0X102mol/L?10mol/L的含氨基官能團的醇溶液，將原位生長磁性納米CoFe2O4的木材浸漬到濃度為1.0X10 2mol/L?lOmol/L的含氨基官能團的醇溶液中并密封反應(yīng)器，然后在溫度為70°C?200°C下繼續(xù)反應(yīng)Ih?48h，取出木材，最后在溫度為20°C?150°C下，將木材真空干燥Ih?48h，即完成用于吸附重金屬離子磁性木材的制備方法；
[0011]所述的含有氨基官能團的物質(zhì)為己二胺或3-氨丙基三乙氧基硅烷。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可用于吸附重金屬離子磁性木材的制備方法，原料來源廣泛，成本低廉且可以重復(fù)利用10次以上。得到的可用于吸附重金屬磁性木材具有良好的磁性，對重金屬離子具有高效的吸附性，可以達到95 %以上。
[0013]本發(fā)明用于一種用于吸附重金屬離子磁性木材的制備方法。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例一制備的用于吸附重金屬離子的磁性木材被外界磁鐵吸引的宏觀照片；
[0015]圖2為實施例一制備的用于吸附重金屬離子的磁性木材吸附重金屬鉛、鎘、汞、銅的吸附效率圖；
[0016]圖3為實施例一制備的用于吸附重金屬離子的磁性木材磁滯回線；
[0017]圖4為實施例一制備的用于吸附重金屬離子的磁性木材重復(fù)利用去除鉛離子效率圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】之間的任意組合。
[0019]【具體實施方式】一:本實施方式所述的一種用于吸附重金屬離子磁性木材的制備方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0020]一、將含Co2+的鹽、含F(xiàn)e 2+的鹽及水混合，得到含有Co 2+和Fe 2+的混合溶液，將木材浸入到含有Co2+和Fe 2+的混合溶液中并密封反應(yīng)器，然后在溫度為50°C?200°C下水熱反應(yīng)Ih?52h，再將反應(yīng)器冷卻至室溫；
[0021]所述的含有Co2+和Fe 2+的混合溶液中含Co 2+的鹽的濃度為0.0lmol/L?1mol/L ;所述的含F(xiàn)e2+的鹽與含Co 2+的鹽的摩爾比為1: (I?20)；
[0022]所述的含F(xiàn)e2+的鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵或硝酸亞鐵；所述的含Co 2+的鹽為氯化鈷、硫酸鈷或硝酸鈷；
[0023]二、將KNO3W入到堿溶液中溶解，得到KNO3的堿性溶液，然后將步驟一中的反應(yīng)器上層清液倒出，再將KNO3的堿性溶液加入到反應(yīng)器中，并在溫度為50°C?200°C下繼續(xù)反應(yīng)Ih?48h，得到反應(yīng)后的木材；
[0024]所述的堿溶液為濃度為0.0lmol/L?lOmol/L的NaOH溶液或質(zhì)量百分數(shù)為I %?20%的氨水溶液；所述的謂03的堿性溶液中KNO 3的濃度為0.1 X 10 4mol/L?lOmol/L ;所述的KNO3的堿性溶液與含有Co 2+和Fe 2+的混合溶液的體積比為1: (0.1?10);
[0025]三、在溫度為20°C?150°C下，將反應(yīng)后的木材真空干燥Ih?48h，得到原位生長磁性納米CoFe2O4的木材；
[0026]四、將含有氨基官能團的物質(zhì)與醇溶液混合，得到濃度為1.0X102mol/L?10mol/L的含氨基官能團的醇溶液，將原位生長磁性納米CoFe2O4的木材浸漬到濃度為1.0X10 2mol/L?lOmol/L的含氨基官能團的醇溶液中并密封反應(yīng)器，然后在溫度為70°C?200°C下繼續(xù)反應(yīng)Ih?48h，取出木材，最后在溫度為20°C?150°C下，將木材真空干燥Ih?48h，即完成用于吸附重金屬離子磁性木材的制備方法；
[0027]所述的含有氨基官能團的物質(zhì)為己二胺或3-氨丙基三乙氧基硅烷。
[0028]本實施方式所述的木材為板材或塊狀材料。
[0029]本實施方式的有益效果是:本實施方式可用于吸附重金屬離子磁性木材的制備方法，原料來源廣泛，成本低廉且可以重復(fù)利用。得到的可用于吸附重金屬磁性木材具有良好的磁性，對重金屬離子具有高效的吸附性，可以達到95%以上。
[0030]本實施方式一種木材基質(zhì)上原位生長磁性納米CoFe2O4，然后通過氨基改性處理，達到高效吸附重金屬離子(鉛、汞、銅、鎘、鉻等)的效果。
[0031]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中所述的木材為針葉材或闊葉材。其它與【具體實施方式】一相同。
[0032]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同的是:步驟四中所述的醇溶液為乙二醇、異丙醇或乙醇。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0033]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:步驟一中所述的含F(xiàn)e2+的鹽與含Co2+的鹽的摩爾比為1:2。其它與【具體實施方式】一至三相同。
[0034]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟二中所述的堿溶液為濃度為lmol/L的NaOH溶液。其它與【具體實施方式】一至四相同。
[0035]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:步驟二中所述的堿溶液為質(zhì)量百分數(shù)為10%的氨水溶液。其它與【具體實施方式】一至五相同。
[0036]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是:步驟二中所述的KNO3的堿性溶液中KNO 3的濃度為0.lmol/L。其它與【具體實施方式】一至六相同。
[0037]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是:步驟二中所述的KNO3的堿性溶液與含有