一種梧桐落葉碳質(zhì)生物吸附劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種梧桐落葉碳質(zhì)生物吸附劑的制備方法，屬于生物吸附劑制備領域。
【背景技術】
[0002]生物吸附劑指具有從重金屬廢水中吸附分離重金屬能力的生物質(zhì)及衍生物。它最早被用于水溶液體系中重金屬等無機物的分離。隨著技術的發(fā)展，近來也被用于染料、殺蟲劑等生物難降解和有毒害有機物的分離與富集。目前，生物吸附劑以其高效、廉價、吸附速度快，便于儲存、易于分離回收重金屬等優(yōu)點，已引起國內(nèi)外研究者的廣泛關注。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，工業(yè)廢水中的重金屬離子污染變得日益嚴重，環(huán)境中重金屬污染及危害已經(jīng)稱為全球性問題之一，重金屬錦、萊毒性大、分布廣且對人體和動植物健康具有嚴重危害，鎘在低濃度情況下便可對動植物生命組織產(chǎn)生毒性。含鎘、汞廢水主要來自礦冶過程、電池生產(chǎn)、制革、電鍍等行業(yè)，如不加以控制，會嚴重威脅人類的健康和生存。國家污水排放標準規(guī)定鎘含量小于0.lmg/L，汞含量小于0.05mg/L ;農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準為鎘含量小于0.005mg/L，萊含量小于0.001mg/Lo
[0003]重金屬廢水的處理方法有離子交換法、化學沉淀法和吸附法等，其中吸附法在含鎘、汞等的重金屬離子污染中顯示出了較高的研究價值，吸附法的優(yōu)劣關鍵在于吸附劑。在吸附劑中，生物吸附劑成本低廉，應用廣泛。目前生物吸附劑有藻類生物吸附劑、真菌生物吸附劑和細菌生物吸附劑，但這些生物吸附劑吸附容量小，需要經(jīng)過物理或化學處理，才能達到對重金屬的吸附使用要求，物理方法是通過加熱、冷凍干燥、高溫滅菌等，化學方法是利用各種無機或有機物質(zhì)進行處理，如堿、酸、甲醇、甲醛等，導致生物吸附劑制備過程復雜，費用增加，生產(chǎn)成本增高，還由于甲醛的使用，對環(huán)境造成污染，對人身健康造成危害。因此研究出一種無需物理或化學處理的，安全環(huán)保、成本低的生物吸附劑，在相關領域具有很好的發(fā)展前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題:針對目前生物吸附劑吸附容量小、吸附率低，需采用物理或化學處理才能達到使用要求，導致生物吸附劑制備過程復雜，費用增加，生產(chǎn)成本增高，且由于甲醛等的使用，對環(huán)境造成污染，對人體健康造成危害的弊端，提供了一種梧桐落葉碳質(zhì)生物吸附劑的制備方法，本發(fā)明充分利用梧桐落葉經(jīng)氧化鋅活化、三次炭化制得梧桐落葉碳質(zhì)生物吸附劑，所得產(chǎn)品吸附容量大，吸附率高，制備過程簡單、無污染，成本低。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是:
(I)收集樹木掉落的梧桐落葉，按梧桐落葉和自來水質(zhì)量比為2:1的比例，將自來水均勻淋灑于梧桐落葉上，并蓋上聚乙烯薄膜，初步厭氧發(fā)酵5?8天，待其初步發(fā)酵完成后，水洗3?5次除去泥沙灰塵和表面粘附物，并置于陰涼處自然風干2?3天，待自然風干后，再置于70?80 °C烘箱中，干燥20?24h ；
(2)待干燥完成后，將干燥的梧桐落葉經(jīng)氣流粉碎機進行粉碎，并過孔徑為0.15?
0.20mm的篩分得梧桐落葉顆粒，隨后按梧桐落葉顆粒和1.2mol/L的氧化鋅溶液質(zhì)量比為1:3，將其攪拌混合均勻，并置于20?30°C下浸漬20?24h，得氧化鋅活化梧桐落葉顆粒；
(3)將氧化鋅活化梧桐落葉顆粒取出，置于70?80°C烘箱中，干燥2?3h，隨后稱量干燥完成的氧化鋅活化梧桐落葉顆粒于坩禍中，蓋上蓋子，置于80?100°C的馬弗爐中初步炭化6?8h，待其初步炭化完成后，對馬弗爐進行升溫，升溫速率為10°C /min，待溫度達到250?350 °C后，保溫二次炭化6?8h，待二次炭化完成后，再次對馬弗爐升溫，升溫速率為15°C /min，待溫度達到350?450°C后，保溫炭化6?8h，即可完成落葉炭化；
(4)待其炭化完成后，停止加熱，并使其自然冷卻至室溫，按炭化產(chǎn)物和lmol/L鹽酸溶液質(zhì)量比為1:10的比例，將制得的炭化產(chǎn)物置于lmol/L鹽酸溶液中攪拌混合10?12min，除去灰分，保證攪拌速率為600?800r/min ；
(5)待炭化物灰分除去后，將其取出進行過濾，并用蒸餾水反復洗滌濾渣至其pH為7.0?7.5，然后將濾渣置于70?80°C的烘箱中干燥10?12h，待干燥后經(jīng)0.15?0.20mm的篩分后裝于棕色廣口瓶中，即制得一種梧桐落葉碳質(zhì)生物吸附劑。
[0006]本發(fā)明的應用方法:取20?40mg制得的梧桐落葉碳質(zhì)生物吸附劑負載于孔徑為20 μ m的篩網(wǎng)上，將篩網(wǎng)豎起安放在廢水池中，每隔50?60cm安放一個，通入質(zhì)量濃度為20?200mg/L的含鎘、汞廢水，停留I?3h，測得對鎘離子、汞離子吸附容量為18?190mg/g，吸附率達90%以上。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發(fā)明梧桐落葉碳質(zhì)生物吸附劑無需物理或化學處理，成本低，所得產(chǎn)品吸附容量大，吸附率高，吸附能力強；
(2)充分利用梧桐落葉制備生物吸附劑，變廢為寶，提高了資源的經(jīng)濟效益和社會價值，實現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用。
【具體實施方式】
[0008]首先收集樹木掉落的梧桐落葉，按梧桐落葉和自來水質(zhì)量比為2:1的比例，將自來水均勻淋灑于梧桐落葉上，并蓋上聚乙烯薄膜，初步厭氧發(fā)酵5?8天，待其初步發(fā)酵完成后，水洗3?5次除去泥沙灰塵和表面粘附物，并置于陰涼處自然風干2?3天，待自然風干后，再置于70?80°C烘箱中，干燥20?24h ;待干燥完成后，將干燥的梧桐落葉經(jīng)氣流粉碎機進行粉碎，并過孔徑為0.15?0.20mm的篩分得梧桐落葉顆粒，隨后按梧桐落葉顆粒和1.2mol/L的氧化鋅溶液質(zhì)量比為1: 3，將其攪拌混合均勻，并置于20?30°C下浸漬20?24h，得氧化鋅活化梧桐落葉顆粒；然后將氧化鋅活化梧桐落葉顆粒取出，置于70?80°C烘箱中，干燥2?3h，隨后稱量干燥完成的氧化鋅活化梧桐落葉顆粒于坩禍中，蓋上蓋子，置于80?100°C的馬弗爐中初步炭化6?8h，待其初步炭化完成后，對馬弗爐進行升溫，升溫速率為10°C /min,待溫度達到250?350°C后，保溫二次炭化6?8h，待二次炭化完成后，再次對馬弗爐升溫，升溫速率為15°C /min,待溫度達到350?450°C后，保溫炭化6?8h，即可完成落葉炭化；待其炭化完成后，停止加熱，并使其自然冷卻至室溫，按炭化產(chǎn)物和lmol/L鹽酸溶液質(zhì)量比為1:10的比例，將制得的炭化產(chǎn)物置于lmol/L鹽酸溶液中攪拌混合10?12min，除去灰分，保證攪拌速率為600?800r/min ;待炭化物灰分除去后，將其取出進行過濾，并用蒸餾水反復洗滌濾渣至其PH為7.0?7.5，然后將濾渣置于70?80°C的烘箱中干燥10?12h，最后待干燥后經(jīng)0.15?0.20mm的篩分后裝于棕色廣口瓶中，即制得一種梧桐落葉碳質(zhì)生物吸附劑。
[0009]實例I
首先收集樹木掉落的梧桐落葉，按梧桐落葉和自來水質(zhì)量比為2:1的比例，將自來水均勻淋灑于梧桐落葉上，并蓋上聚乙烯薄膜，初步厭氧發(fā)酵5天，待其初步發(fā)酵完成后，水洗3次除去泥沙灰塵和表面粘附物，并置于陰涼處自然風干2?天，待自然風干后，再置于70°C烘箱中，干燥20h ;待干燥完成后，將干燥的梧桐落葉經(jīng)氣流粉碎機進行粉碎，并過孔徑為0.15mm的篩分得梧桐落葉顆粒，隨后按梧桐落葉顆粒和1.2mol/L的氧化鋅溶液質(zhì)量比為1:3，將其攪拌混合均勻，并置于20°C下浸漬20h，得氧化鋅活化梧桐落葉顆粒；然后將氧化鋅活化梧桐落葉顆粒取出，置于70°C烘箱中，干燥2h，隨后稱量干燥完成的氧化鋅活化梧桐落葉顆粒于坩禍中，蓋上蓋子，置于80°C的馬弗爐中初步炭化6h，待其初步炭化完成后，對馬弗爐進行升溫，升溫速率為10°C /min，待溫度達到250°C后，保溫二次炭化6h，待二次炭化完成后，再次對馬弗爐升溫，升溫速率為15°C /min，待溫度達到350°C后，保溫炭化6h，即可完成落葉炭化；待其炭化完成后，停止加熱，并使其自然冷卻至室溫，按炭化產(chǎn)物和lmol/L鹽酸溶液質(zhì)量比為1: