本發(fā)明涉及吸附材料技術領域，具體是一種去除鉻離子吸附劑的制備方法。
背景技術：
近年來，隨著重金屬工業(yè)的發(fā)展、重金屬廢水未加處理的任意排放，導致了重金屬離子在自然水體中的含量日益增加，由此所導致的水污染事件頻頻發(fā)生。重金屬是造成環(huán)境污染問題的重要原因之一，當重金屬進入到環(huán)境中，是不能被生物降解為無害物質的，同時水中的懸浮顆粒通過對重金屬離子的吸附和沉淀作用，使得水體重金屬長期污染就此產生。更有甚者，存在于生物體內的重金屬經過累積、富集，還參與生物圈循環(huán)，危害人體健康，是對生態(tài)環(huán)境危害極大的一類污染物。水體重金屬污染已經成為了全社會關注的一個世界性的的環(huán)境問題。
鉻是一種重要的環(huán)境污染物，主要來源于化工、冶金及印染等行業(yè)排放的廢水中。在自然界中，鉻的形式有多種，但在水體中主要以六價鉻離子形式存在，受水體中pH值、氧化還原物質、溫度和其他因素的影響，鉻會發(fā)生價態(tài)之間的相互轉化。三價鉻毒性很小，但六價鉻是致癌物質。六價鉻離子會通過飲水及飲食等途徑進入人體，進而在人體內蓄積，對人體造成一定程度的危害，嚴重的威脅了人類的健康。因此，如何經濟有效地處理含鉻廢水便成為我國重要的研究方向之一。
含鉻工業(yè)廢水的處理方法包括化學沉淀法、混凝沉淀法、離子交換法、吸附法等。由于吸附法具有工藝流程簡單、處理效果好、可操作性強等優(yōu)點，因此在處理工業(yè)廢水重金屬鉻中得到廣泛的應用。其中活性炭作為一種有效的廢水處理吸附劑可用于大多數(shù)重金屬、有機分子的除去且吸附能力強，只是活性炭資源有限，大批量治理廢水造價高，壽命短，再生操作費用高，較難在經濟尚不發(fā)達的地區(qū)得到廣泛的應用?，F(xiàn)有的高分子吸附劑、利用廢棄物制備的吸附劑和復合吸附劑等也存在成本高、吸附效率低、易產生二次污染等問題。因此，如何提高吸附劑的吸附效率和減少使用過程中造成的二次污染問題是當今的研究熱點。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有吸附劑存在的問題，提供一種比表面積大、吸附容量大、吸附效率高、成本低、制備工藝簡單、安全環(huán)保的用于去除鉻離子的吸附劑。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)：
一種去除鉻離子吸附劑的制備方法，是以質量比為100:5-10:60-70:8-12:5-8:5-10的香蕉桿、順丁烯二酸、水葫蘆粉、硫脲、硝酸鈰銨和殼聚糖作為原料，通過微波加熱法制成吸附劑，具體操作步驟如下：
（1）將100份香蕉桿粉碎，加入氫氧化鈉溶液浸泡3-5h,再用水洗滌香蕉桿粉至中性，得香蕉桿粉纖維素；在香蕉桿粉纖維素中加入5-10份順丁烯二酸，再加入80-120份水，混合均勻，在溫度為80-100℃下干燥1-2h，得改性香蕉桿粉；
（2）取水葫蘆粉60-70份和硫脲8-12份加入超聲波攪拌器，再加入適量水進行超聲反應，將反應后的糊狀物置于60-80℃的烘箱中加熱干燥2-3h，得改性水葫蘆粉；
（3）將上述改性香蕉桿粉渣、改性水葫蘆粉加入攪拌器，加入硝酸鈰銨溶液5-10份和殼聚糖5-10份，再加入水調成糊狀，將糊狀物放入微波加熱設備，在溫度為120-140℃下微波30-60min，冷卻至室溫，研磨，即得鉻離子吸附劑。
優(yōu)選的，以上所述香蕉桿的含水量為12%。
優(yōu)選的，以上步驟（1）是將香蕉桿粉碎至40-60目。
優(yōu)選的，以上所述氫氧化鈉的濃度為3-5mol/L。
優(yōu)選的，以上所述水葫蘆粉是將水葫蘆曬干至含水量為10%，然后粉碎至60目，即得水葫蘆粉。
優(yōu)選的，以上步驟（2）所述的超聲反應是在超聲頻率為40-60kHz下超聲反應30-60min。
優(yōu)選的，以上步驟（3）所述微波的功率為200-300W。
優(yōu)選的，以上所述硝酸鈰銨溶液的濃度為5mol/L。
優(yōu)選的，以上步驟（3）所述研磨是將物料研磨至粒徑為0.5-1.0mm。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：
1、本發(fā)明制備的吸附劑具有原料來源廣泛、成本低廉、比表面積大、吸附容量大、吸附效率高、制備工藝簡單、環(huán)保易降解等優(yōu)點，對六價鉻離子具有很好的吸附性能，在工業(yè)廢水處理中具有廣闊的市場前景。
2、本發(fā)明以農作物廢棄物香蕉桿作為主要原料，不僅原料來源廣泛，價格低廉，還能實現(xiàn)廢棄物的資源化回收利用，擴大了香蕉桿的應用價值。
3、本方法利用氫氧化鈉和順丁烯二酸對劍麻渣進行改性，可以去除劍麻渣的色素、木質素和半纖維素等物質，由于順丁烯二酸分子鏈上具有大量的羧基等活性基團，具有吸附鉻離子的作用，提高吸附劑的吸附性能。
4、本發(fā)明以分布廣泛、繁殖速度快、生長周期短的水葫蘆作為原料，不但為水葫蘆災害提供了有效處理途徑，水葫蘆的多空結構可為重金屬提供有效地吸附位點，同時水葫蘆富含蛋白質、多糖及粗纖維等多種大分子物質，含有大量的羥基、羧基和氨基等官能團，可與重金屬六價鉻離子發(fā)生較為完全的絡合反應，從而達到更好的吸附效果。
5、本方法采用超聲波處理水葫蘆粉，能夠快速破碎植物的細胞壁，使更多的內部功能團暴露出來與金屬離子結合，對廢水六價鉻離子的吸附效果顯著提高。
6、本發(fā)明采用硫脲對水葫蘆粉進行改性，可以使吸附劑賦予更大的比表面積和吸附容量，提高吸附劑對鉻離子的吸附性能。
7、本方法在吸附劑的制備過程中加入硝酸鈰銨，可提高吸附劑的吸附容量大和吸附效率。
8、本發(fā)明采用微波法加熱，具有加熱速度快、受熱體系溫度均勻、耗能低等優(yōu)點。
9、本發(fā)明方法制得的吸附劑具有良好的吸附性能，其中吸附劑的比表面積為250-350m2/g，對六價鉻離子的吸附率達到97%以上。
具體實施方式
下面將結合具體實施例對本發(fā)明進一步說明，但不限于本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
一種去除鉻離子吸附劑的制備方法，具體操作步驟如下：
（1）將100kg含水量為12%的香蕉桿粉碎至40目，加入濃度為3mol/L氫氧化鈉溶液浸泡5h,再用水洗滌香蕉桿粉至中性，得香蕉桿粉纖維素；在香蕉桿粉纖維素中加入8kg順丁烯二酸，再加入100kg水，混合均勻，在溫度為80℃下干燥2h，得改性香蕉桿粉；
(2)取水葫蘆粉60kg和硫脲10kg加入超聲波攪拌器，再加入120kg水，在超聲頻率為40kHz下反應60min，將反應后的糊狀物置于60℃的烘箱中加熱干燥3h，得改性水葫蘆粉；
(3)將上述改性香蕉桿粉渣、改性水葫蘆粉加入攪拌器，加入硝酸鈰銨溶液5kg和殼聚糖8kg，再加入水調成糊狀，將糊狀物放入微波加熱設備，在功率為200W、溫度為120℃下微波60min，冷卻至室溫，將物料研磨至粒徑為0.5mm，即得鉻離子吸附劑。
實施例2
一種去除鉻離子吸附劑的制備方法，具體操作步驟如下：
（1）將100kg含水量為12%的香蕉桿粉碎至40目，加入濃度為5mol/L氫氧化鈉溶液浸泡4h,再用水洗滌香蕉桿粉至中性，得香蕉桿粉纖維素；在香蕉桿粉纖維素中加入5kg順丁烯二酸，再加入80kg水，混合均勻，在溫度為100℃下干燥1h，得改性香蕉桿粉；
(2)取水葫蘆粉65kg和硫脲12kg加入超聲波攪拌器，再加入150kg水，在超聲頻率為60kHz下反應30min，將反應后的糊狀物置于80℃的烘箱中加熱干燥2h，得改性水葫蘆粉；
(3)將上述改性香蕉桿粉渣、改性水葫蘆粉加入攪拌器，加入硝酸鈰銨溶液6kg和殼聚糖5kg，再加入水調成糊狀，將糊狀物放入微波加熱設備，在功率為250W、溫度為140℃下微波30min，冷卻至室溫，將物料研磨至粒徑為0.5mm，即得鉻離子吸附劑。
實施例3
一種去除鉻離子吸附劑的制備方法，具體操作步驟如下：
（1）將100kg含水量為12%的香蕉桿粉碎至60目，加入濃度為5mol/L氫氧化鈉溶液浸泡6h,再用水洗滌香蕉桿粉至中性，得香蕉桿粉纖維素；在香蕉桿粉纖維素中加入10kg順丁烯二酸，再加入100kg水，混合均勻，在溫度為90℃下干燥1.5h，得改性香蕉桿粉；
(2)取水葫蘆粉70kg和硫脲12kg加入超聲波攪拌器，再加入150kg水，在超聲頻率為50kHz下反應45min，將反應后的糊狀物置于70℃的烘箱中加熱干燥2.5h，得改性水葫蘆粉；
(3)將上述改性香蕉桿粉渣、改性水葫蘆粉加入攪拌器，加入硝酸鈰銨溶液8kg和殼聚糖10kg，再加入水調成糊狀，將糊狀物放入微波加熱設備，在功率為300W、溫度為120℃下微波60min，冷卻至室溫，將物料研磨至粒徑為1.0mm，即得鉻離子吸附劑。
實施例4
一種去除鉻離子吸附劑的制備方法，具體操作步驟如下：
（1）將100kg含水量為12%的香蕉桿粉碎至60目，加入濃度為5mol/L氫氧化鈉溶液浸泡5h,再用水洗滌香蕉桿粉至中性，得香蕉桿粉纖維素；在香蕉桿粉纖維素中加入9kg順丁烯二酸，再加入100kg水，混合均勻，在溫度為90℃下干燥2h，得改性香蕉桿粉；
(2)取水葫蘆粉60kg和硫脲10kg加入超聲波攪拌器，再加入120kg水，在超聲頻率為40kHz下反應60min，將反應后的糊狀物置于80℃的烘箱中加熱干燥2.5h，得改性水葫蘆粉；
(3)將上述改性香蕉桿粉渣、改性水葫蘆粉加入攪拌器，加入硝酸鈰銨溶液7kg和殼聚糖8kg，再加入水調成糊狀，將糊狀物放入微波加熱設備，在功率為250W、溫度為130℃下微波45min，冷卻至室溫，將物料研磨至粒徑為1.0mm，即得鉻離子吸附劑。
吸附劑的使用方法為：在室溫條件下，將1g的吸附劑投入1L含有六價鉻離子的廢水中，控制pH為5，在轉速為300r/min下攪拌60min，分離出吸附劑，即可去除廢水中六價鉻離子。
以下對實施例1-4制得的吸附劑進行吸附性能的測定。其中采用比表面積測定吸附劑的比表面積。采用原子吸收分光光度法測定六價鉻離子的濃度，再根據(jù)以下公式計算出吸附率，測定結果如下表所示。
?=(C0-Ci)×100% /C0
其中C0、Ci為廢水中六價鉻離子吸附前后的含量（mg/L)，?為吸附率。
從測定結果可以看出，本發(fā)明制備的吸附劑具有較大的比表面積，對六價鉻離子的吸附率達到97%以上，在鉻離子廢水處理中具有廣闊的應用前景。
以上內容不能認定本發(fā)明具體實施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。