吸附電鍍水中鉍離子的大豆秸稈硅藻土復(fù)合材料制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及吸附電鍍水中鉍離子的大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)電子元器件產(chǎn)品、尤其是對(duì)以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)通訊技術(shù)所需電子元器件產(chǎn)品的功能性提出了越來(lái)越高的要求，除裝飾性和防護(hù)性能夕卜，更重要的是要有能長(zhǎng)期滿足在不同環(huán)境、不同條件下能正常工作的各種特性，如導(dǎo)電性、耐磨性、耐蝕性、抗?jié)裥?、抗輻射性、抗沖擊性、抗潮熱性、抗高低溫等，從而在電鍍行業(yè)(主要指五金電鍍)中派生出了電子電鍍。電子電鍍不同于一般的五金電鍍，電子電鍍生產(chǎn)工藝更先進(jìn)、設(shè)備更完整、自動(dòng)化水平更高、操作者更加嚴(yán)謹(jǐn)、產(chǎn)品技術(shù)含量相當(dāng)高，是一般五金電鍍無(wú)法比擬的。在電子電鍍領(lǐng)域(包括有的化學(xué)鍍)中，主要鍍種有:銅、鎳、錫、金、銀、釘、鍺、把、鉑以及鈷-磷、鎳-磷、鎳-鈷-磷等，其功能性鍍層也主要是由上述各鍍種或相互選擇性搭配:如鍍銀/金、鎳/金、鎳/錫、鎳/鈀、鎳/鈀/金、錫/秘、錫/銀、錫/銅、錫/鋅等而形成的。
[0003]硅藻土由無(wú)定形的5丨02組成，并含有少量？6 203、0&0、1%0、六1203及有機(jī)雜質(zhì)。硅藻土通常呈淺黃色或淺灰色，質(zhì)軟，多孔而輕，工業(yè)上常用來(lái)作為水處理材料、過濾材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脫色劑及娃藻土助濾劑，催化劑載體等。娃藻土作為載體的主要成分是Si02，實(shí)驗(yàn)表明，S1J#活性組分起穩(wěn)定作用，且隨K 20或Na20含量增加而加強(qiáng)。催化劑的活性還與載體的分散度及孔結(jié)構(gòu)有關(guān)。硅藻土用酸處理后，氧化物雜質(zhì)含量降低，Si02含量增高，比表面積和孔容也增大，所以精制硅藻土的載體效果比天然硅藻土好。硅藻土一般是由統(tǒng)稱為硅藻的單細(xì)胞藻類死亡以后的硅酸鹽遺骸形成的，其本質(zhì)是含水的非晶質(zhì)Si02。硅藻在淡水和咸水中均可生存，種類很多，一般可分為“中心目”硅藻和“羽紋目”硅藻，每一目中，又有許多“屬”，相當(dāng)復(fù)雜。天然硅藻土的主要成分是Si02，優(yōu)質(zhì)者色白，Si02含量常超過70%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明屬于水處理材料領(lǐng)域，涉及吸附電鍍水中鉍離子的大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將改性硅藻土復(fù)合到氨化大豆秸桿的孔道中，具體工藝包括大豆秸桿洗凈、氨化、硅藻土改性以及復(fù)合材料制備等。本發(fā)明制備的大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)用聚碳酸酯將硅藻土固定至大豆秸桿中，既能發(fā)揮大豆秸桿密度輕、比表面積大的特性，又能利用了硅藻土對(duì)重金屬鉍離子吸附能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；
(2)與硅藻土粉體相比，復(fù)合材料避免了硅藻土粉體團(tuán)聚結(jié)塊、鉍離子吸附力降低的問題，又能避免吸附鉍離子的硅藻土難以回收，引發(fā)二次污染的問題；(3)與大豆秸桿相比，復(fù)合材料大幅度的提高了鉍離子飽和吸附量，又能避免水處理過程中大豆秸桿有機(jī)碳的溢出污染。復(fù)合材料將鉍離子的吸附量提升至198.6 mg/g，即每克復(fù)合材料可吸附198.6 mg鉍離子。本發(fā)明制備的鉍離子吸附材料可用于電鍍廠含鉍廢水處理，市場(chǎng)前景廣闊。
[0005]本發(fā)明提出的大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料的制備方法，
1)清潔大豆秸桿:將大豆秸桿漂洗、烘干；
2)大豆秸桿氨化:將清潔后的大豆秸桿置于氨化溶液中，于60°C放置90分鐘，漂洗、烘干；其中氨化溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:醋酸鈉濃度3~6g/L，氨水濃度3~6g/L，1，3-丙二胺濃度3~6g/L，酒石酸鈉濃度l~3g/L ；
3)硅藻土改性:將硅藻土置于丙烯酸/雙氧水混合水溶液中，攪拌1小時(shí)，過濾，于120°C干燥3~12小時(shí)，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的硅藻土 ；其中硅藻土與丙烯酸/雙氧水混合溶液的料/液比為1/5~1/20 g/ mL ;其中丙烯酸/雙氧水混合水溶液中丙烯酸的質(zhì)量濃度為20~30%，雙氧水的質(zhì)量濃度為0.1-0.3% ;
4)復(fù)合材料制備:將聚碳酸酯溶于丙酮中，依次加入氨化大豆秸桿及改性硅藻土，攪拌1~4小時(shí)，置于干燥箱中，于40~60 V干燥12小時(shí)，得大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料；其中各種物料的重量比為:氨化大豆秸桿/改性硅藻土 /聚碳酸酯/丙酮=2/1/2/5。
[0006]將大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料置于含鉍電鍍廢水中，調(diào)節(jié)溶液pH值為5~6，于25 °C吸附4小時(shí)，廢水中鉍離子的濃度為50~500mg/L，吸附完畢，過濾，檢測(cè)水處理材料中吸附的祕(mì)尚子量。
[0007]將上述吸附鉍離子的復(fù)合材料置于濃度為0.2M的磷酸鈉水溶液中1小時(shí)，過濾，洗凈，烘干，完成解吸附工藝，得再生的大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料；再將上述再生復(fù)合材料置于含鉍電鍍廢水中，進(jìn)行鉍離子吸附。如此多個(gè)循環(huán)，直至復(fù)合材料的鉍離子吸附量小于初次吸附量的80%。
[0008]有益效果
本發(fā)明的創(chuàng)造性在于:(1)大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料是一種新型水處理材料，作為環(huán)保材料功能開發(fā)潛力巨大；(2)用聚碳酸酯將改性硅藻土固定至氨化大豆秸桿中，制備大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料的制備工藝未見文獻(xiàn)報(bào)道；(3)無(wú)論與硅藻土相比，還是大豆秸桿重金屬吸附材料相比，復(fù)合材料的物理形態(tài)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、重金屬吸附量、再生循環(huán)利用等性能均具備突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明實(shí)施例1
將大豆秸桿收割，用自來(lái)水洗凈，烘干。
[0010]將醋酸鈉、氨水、1，3-丙二胺、酒石酸鈉溶于去離子水中，醋酸鈉濃度為5g/L，氨水濃度為4g/L，1，3-丙二胺濃度為4g/L，酒石酸鈉濃度為3g/L，得氨化溶液。
[0011]將10g洗凈的大豆秸桿置于500mL氨化溶液中，于60°C放置90分鐘，漂洗、烘干，得氨化的大豆秸桿。
[0012]將丙烯酸、雙氧水溶于去離子水中，丙烯酸的質(zhì)量濃度為28%，雙氧水的質(zhì)量濃度為0.3%，得丙烯酸/雙氧水混合水溶液。
[0013]將100g硅藻土置于1500mL丙烯酸/雙氧水混合水溶液中，攪拌1小時(shí)，過濾，于120°C干燥5小時(shí)，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的硅藻土。
[0014]將10g聚碳酸酯溶于25g丙酮中，依次加入10g氨化大豆秸桿及5g改性硅藻土，攪拌2小時(shí)，置于干燥箱中，于40°C干燥12小時(shí)，得大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料。
[0015]將20g大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料置于50L含鉍電鍍廢水中，調(diào)節(jié)溶液pH值為5~6，于25°C吸附4小時(shí)，廢水中鉍離子的濃度為160mg/L，吸附完畢，過濾，檢測(cè)復(fù)合材料吸附的祕(mì)尚子量為145.6mg/go
[0016]將上述吸附鉍離子的復(fù)合材料置于濃度為0.2M的磷酸鈉水溶液中1小時(shí)，過濾，洗凈，烘干，完成解吸附工藝，得再生的大豆秸桿硅藻土復(fù)合材料；再將上述再生復(fù)合材料置于含鉍電鍍廢水中，進(jìn)行鉍離子吸附。如此10個(gè)循環(huán)，復(fù)合材料的鉍離子吸附量小于初次吸附量的80%。