專利名稱：一種去除水中次氯酸根的復(fù)合吸附材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水中次氯酸根的復(fù)合吸附材料及其制備方法，具體涉及含次氯酸根的水體的深度處理，屬于環(huán)境保護(hù)中廢水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前,許多國(guó)家把Cl2和C10_—廣泛應(yīng)用于自來水的消毒劑，然而使用C10_—作為氯消毒劑會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的氯酸鹽和次氯酸鹽，在人體組織中在亞鐵血紅素的髓過氧化物酶的催化作用下，過氧化物與氯化物反應(yīng)可產(chǎn)生C10_或者HC10。這種在血球內(nèi)產(chǎn)生的C10_在生物大分子的氧化損傷過程中會(huì)損作人體細(xì)胞組織，時(shí)間長(zhǎng)了還會(huì)引起身體組織的癌變。如果水體中存在過量的C10—，人體攝入之后會(huì)損傷體內(nèi)的細(xì)胞組織，嚴(yán)重者甚至?xí)痼w內(nèi)細(xì)胞的癌變。因此對(duì)于水體中的次氯酸根的各國(guó)都需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。
近年來發(fā)展了多種去除水中次氯酸根的的技術(shù)，有絮凝法，化學(xué)還原法，生物法等，都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。如絮凝法殘留的絮凝劑對(duì)人體有害；化學(xué)還原法尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，工程可操作性較差；生物法的經(jīng)濟(jì)代價(jià)較大，而且去除效果受水溫、微生物培養(yǎng)情況和競(jìng)爭(zhēng)陰離子等條件的限制較大。吸附法因是一種廣泛用于從水溶液中去除離子的方法，其中吸附劑與離子之間通過靜電相互作用或者吸附劑與離子螯合而達(dá)到去除水中離子的目的。傳統(tǒng)的吸附劑有沸石，硅膠。沸石具有比表面積大、多孔的特點(diǎn)，但是吸附效率不高。硅膠具有比表面積大、多孔性吸附性能高的優(yōu)點(diǎn)，但是制備成本高，工藝復(fù)雜。因此，需要開發(fā)一種成本低，來源廣泛的吸附材料。提木草在國(guó)內(nèi)的正式名稱叫貓尾草，提木草屬禾本科植物，富含高纖維，原產(chǎn)于歐洲，現(xiàn)在作為一種經(jīng)濟(jì)作物被推廣到了世界各地。纖維素分子結(jié)構(gòu)里有羥基可以與水形成氫鍵，分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無定形區(qū)域大吸濕性強(qiáng)，比表面積大吸附能力強(qiáng)，因此如果將其加工之后，則對(duì)于水中的離子具有良好的吸附效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前吸附材料處理效率低的問題，提供了一種提木草復(fù)合吸附材料，該材料可以高效的去除水中的次氯酸根的。本發(fā)明的另一個(gè)目的是解決了現(xiàn)有飲用水中次氯酸根的去除方法成本過高的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
(1)將提木草原材料放入蒸煮鍋中蒸煮，然后在所得漿液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-64%的硫酸溶液，45 55°C下攪拌2 4h ;
(2)將處理后的懸浮液用超聲波震蕩儀在40%輸出功率下處理5 10分鐘后，離心沉淀，過濾；
(3)將所得產(chǎn)物與K2CO3以質(zhì)量比I: I混合后放入管式爐內(nèi)以25°C /min升溫，在N2保護(hù)下升溫至不同溫度活化50 60分鐘，待冷卻后使用蒸餾水進(jìn)行沖洗至中性，并于105°C條件下烘干即得本發(fā)明的吸附材料。所述的保護(hù)氣體是指化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且不易與保護(hù)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，最常用的是氮?dú)狻１景l(fā)明的原理是通過對(duì)富含高纖維的提木草進(jìn)行蒸煮以及加入硫酸溶液攪拌，超聲波震蕩處理，提取其中所富含的纖維素，然后再用K2CO3對(duì)提取的纖維素進(jìn)行表面改性，使其能夠和水中的次氯酸根的進(jìn)行絡(luò)合，這樣制成的吸附材料，不僅吸附性能高而且對(duì)于水中的次氯酸根的具有選擇吸附的性能，可以很好的吸附水中的次氯酸根的。本發(fā)明的應(yīng)用方法是將本發(fā)明的吸附材料50g，投入到500mL含有次氯酸根的200 240的水體中，調(diào)節(jié)pH在6 7左右，攪拌之后靜置4 5小時(shí)，然后過濾取出本發(fā)明的吸附材料即可。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述方法制得的提木草復(fù)合吸附材料表面積和孔隙率均優(yōu)于現(xiàn)在有的吸附材料，并且具有可降解性、成本低、吸附容量大，來源廣泛的特點(diǎn)。與 現(xiàn)有的吸附材料相比，將所述的吸附材料用于吸附水中的次氯酸根的，可以有效的和次氯酸根的絡(luò)合，高效的吸附水中的氰根離子。
具體實(shí)施例方式一種提木草復(fù)合吸附材料制備方法如下
將提木草原材料放入蒸煮鍋中蒸煮，然后在所得漿液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-64%的硫酸溶液，45 55°C下攪拌2 4h ;將處理后的懸浮液用超聲波震蕩儀在40%輸出下處理5 10分鐘后，離心沉淀，過濾；將所得產(chǎn)物與K2CO3以質(zhì)量比I : I混合后放入管式爐內(nèi)以25°C /min升溫，用N2 (90mL/min)保護(hù)升溫至不同溫度活化50 60分鐘，待冷卻后使用蒸餾水進(jìn)行沖洗至中性，并于105°C條件下烘干即得本發(fā)明的吸附材料。以下用3個(gè)實(shí)施例再詳細(xì)說明本發(fā)明
實(shí)施例I
將提木草原材料放入蒸煮鍋中蒸煮，然后在所得漿液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的硫酸溶液，45°C下攪拌2h ;將處理后的懸浮液用超聲波震蕩儀在40%輸出下處理5分鐘后，離心沉淀，過濾；將所得產(chǎn)物與K2CO3W質(zhì)量比I : I混合后放入管式爐內(nèi)以25°C/min升溫，用N2 (90mL/min)保護(hù)升溫至不同溫度活化50分鐘，待冷卻后使用蒸餾水進(jìn)行沖洗至中性，并于105°C條件下烘干即得本發(fā)明的吸附材料。將該吸附材料放入體積為500mL濃度為200mg/L含有次氯酸根的的廢水中，pH值在6. O的情況下，吸附4個(gè)小時(shí)，吸附率為90. 7%。實(shí)施例2
將提木草原材料放入蒸煮鍋中蒸煮，然后在所得漿液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62%的硫酸溶液，50°C下攪拌3h ;將處理后的懸浮液用超聲波震蕩儀在40%輸出下處理5-10分鐘后，離心沉淀，過濾；將所得產(chǎn)物與K2CO3W質(zhì)量比I : I混合后放入管式爐內(nèi)以25°C/min升溫，用N2(90mL/min)保護(hù)升溫至不同溫度活化55分鐘，待冷卻后使用蒸餾水進(jìn)行沖洗至中性，并于105°C條件下烘干即得本發(fā)明的吸附材料。將該吸附材料放入體積為500mL濃度為220mg/L含有次氯酸根的的廢水中，pH值在6. 5的情況下，吸附4. 5個(gè)小時(shí)，吸附率為91.5%。
實(shí)施例3
將提木草原材料放入蒸煮鍋中蒸煮，然后在所得漿液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%的硫酸溶液，55°C下攪拌4h ;將處理后的懸浮液用超聲波震蕩儀在40%輸出下處理5-10分鐘后，離心沉淀，過濾；將所得產(chǎn)物與K2CO3W質(zhì)量比I : I混合后放入管式爐內(nèi)以25°C/min升溫，用N2(90mL/min)保護(hù)升溫至不同溫度活化60分鐘，待冷卻后使用蒸餾水進(jìn)行沖洗至中性，并于105°C條件下烘干即得本發(fā)明的吸附材料。
將該吸附材料放入體積為500mL濃度為240mg/L含有次氯酸根的的廢水中，pH值在7. O的情況下，吸附5個(gè)小時(shí)，吸附率為92. 4%。
權(quán)利要求
1.一種去除水中次氯酸根吸附材料，其特征在于該吸附材料由提木草為主要原料改性制備而成。
2.如權(quán)利要求I所述一種去除水中氰根的復(fù)合吸附材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將提木草原材料放入蒸煮鍋中蒸煮，然后在所得漿液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-64%的硫酸溶液，45 55°C下攪拌2 4h ; (2)將處理后的懸浮液用超聲波震蕩儀在40%輸出功率下處理5 10分鐘后，離心沉淀，過濾； (3)將所得產(chǎn)物與K2CO3以質(zhì)量比I: I混合后放入管式爐內(nèi)以25°C /min升溫，在保護(hù)氣體保護(hù)下升溫至不同溫度活化50 60分鐘，待冷卻后使用蒸餾水進(jìn)行沖洗至中性，并于105°C條件下烘干即得本發(fā)明的吸附材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種去除水體中次氯酸根的復(fù)合吸附材料及其制備方法，其特征在于所述的保護(hù)氣體是指化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且不易與保護(hù)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，最常用的是氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種次氯酸根的吸附材料及其制備方法，屬于材料制備領(lǐng)域，制備方法為將提木草原材料蒸煮后加入一定質(zhì)量濃度的硫酸溶液攪拌，再用超聲波震蕩儀對(duì)懸浮液處理后，進(jìn)行離心沉淀，過濾，然后再同K2CO3以質(zhì)量比1∶1混合后在N2保護(hù)下活化，待冷卻后洗滌至中性，烘干即得吸附性能優(yōu)良的吸附材料。該制備方法具有推陳出新、新穎、獨(dú)特的特點(diǎn)，制得的材料對(duì)于水中的次氯酸根具有良好的吸附效果。
文檔編號(hào)B01J20/24GK102872823SQ20121034163
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者涂保華, 雷春生, 梅宇韜 申請(qǐng)人:常州大學(xué)