一種成型馬尾松針的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及材料領(lǐng)域，具體是一種成型馬尾松針的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于工業(yè)的快速發(fā)展使得重金屬離子廢水的排放量越來越多，從而造成水體重金 屬污染變得愈加嚴(yán)重，直接威脅環(huán)境和人類健康。其中，化(VI)作為對環(huán)境污染和人類危害 最嚴(yán)重的污染物之一，必須對含銘廢水進(jìn)行嚴(yán)格的處理且達(dá)標(biāo)后才允許排放。
[0003]我國每年都會有大量的農(nóng)林廢棄物產(chǎn)生，如果將運(yùn)些農(nóng)林廢棄物直接丟棄或者是 采用焚燒的方式處理，對環(huán)境和生活會造成極大的影響。而把它們作為生物質(zhì)吸附劑并用 于處理廢水，則可W很好地避免浪費，避免因燃燒對環(huán)境造成的污染。馬尾松針是一種來源 廣泛的低廉的農(nóng)林廢棄物，利用其制成生物質(zhì)成型吸附劑并用于處理含銘廢水，不僅可W 充分利用資源，保護(hù)環(huán)境，還可為生物質(zhì)成型吸附劑處理含銘廢水提供研究方向。因此馬尾 松針很有可能成為一種新型的高效的吸附材料，為生物質(zhì)材料制備為成型吸附劑提供研究 方向，并用于含銘廢水處理提供理論支持和指導(dǎo)。
[0004] 目前，處理各類廢水中所用的吸附劑大多數(shù)是粉體，粉末狀的吸附劑可W與廢水 中的污染物更充分的接觸，具有吸附速率快去除率高的優(yōu)點，但粉體狀的吸附劑不易回收 解吸和再生處理，不僅造成資源浪費還容易產(chǎn)生二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低廉的高效的可重復(fù)使用的成型馬尾 松針的制備方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了W下技術(shù)方案：
[0007]-種成型馬尾松針的制備方法，包括如下步驟：
[000引（1)將馬尾松針洗凈、驚曬并烘干至恒重后粉碎成粉末，得到馬尾松針粉末；
[0009] (2)向每升體積分?jǐn)?shù)為40~60 %的憐酸溶液中加入0.4~0.化g簇甲基纖維素鋼， 混合均勻后得到粘結(jié)劑；
[0010] (3)再向每升粘結(jié)劑中加入0.4~0.化g馬尾松針粉末，混合均勻后制成顆粒狀并 干燥，即得所述成型馬尾松針。
[0011] 所述馬尾松針粉末為過30~60目篩所得粉末。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果：
[0013]本發(fā)明所述成型馬尾松針的原料價格低廉，加工工藝簡單，對水體中Cr(VI)的吸 附效果優(yōu)良，有效地解決了粉體吸附劑固液分離困難的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例1中吸附效果試驗的吸附前后化(VI)波長掃描，圖中，Y軸為吸光度，X 軸為波長，after abso;rption為吸附前的重銘酸鐘溶液的吸光度曲線，before abso巧tion 為吸附后的重銘酸鐘溶液的吸光度曲線。
[001引圖2為實施例1中吸附效果試驗的投加量對Cr(VI)吸附率(Rd)和吸附量(Qe)的影響 曲線圖，圖中，X軸為投加量m，左Y軸為吸附率Rd,單位為％，右Y軸為成型馬尾松針吸附平衡 時化(VI)的吸附量Qe，單位為mg?邑-1。
[0016] 圖3為實施例1中吸附效果試驗的吸附時間和溫度對Cr(VI)吸附量(qe)的影響曲 線圖，圖中，X軸為成型馬尾松針吸附時間t，單位為min;Y軸為成型馬尾松針吸附平衡時Cr (VI)的吸附量Qe，單位為mg?邑^。
[0017] 圖4為實施例1中吸附效果試驗的起始pH值對Cr(VI)去除效果(a)及空白對照組 (b)的影響曲線圖，X軸為抑，Y軸為去除率，單位為％。
[0018] 圖5為實施例1中吸附效果試驗的溶液初始濃度對吸附效果的影響曲線圖，圖中，X 軸為重銘酸鐘溶液初始濃度，單位為mg? 1/1，左Y軸為吸附率Rd,單位為％，右Y軸為成型馬 尾松針吸附平衡時化(VI)的吸附量Qe，單位為mg?g-i。
[0019] 圖6為實施例I中吸附效果試驗的鹽離子濃度對Cr(VI)吸附效果的影響曲線圖，圖 中，X軸為鹽離子濃度，單位為mol? [i，Y軸為吸附率Rd,單位為％。
[0020] 圖7為一級動力學(xué)模型擬合。
[0021] 圖8為二級動力學(xué)模型擬合。
[0022] 圖9為粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合。
[0023] 圖10為成型馬尾松針原料(a),吸附前(b)和吸附后(C)的顯微鏡圖。
[0024] 圖11為成型馬尾松針吸附前(A)后(B)的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。
[00%] 實施例1
[0027] 1.實驗條件
[0028] (1)生物質(zhì)原材料:馬尾松針(廣西民族大學(xué)校園內(nèi)）
[0029] (2)實驗儀器:微型植物粉碎機(jī)(型號:FZ102)、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、小型成型器 (針筒式）、電子天平
[0030] (3)實驗試劑:簇甲基纖維素鋼、濃憐酸、去離子水。所述濃憐酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)是85%， 密度是1.69g/ml，物質(zhì)的量濃度為：14.7mol/L。
[0031] 2.實驗步驟
[0032] (1)樣品處理:將收集到的馬尾松針先用自來水清洗干凈，然后用去離子水沖洗幾 遍，經(jīng)過驚曬、烘干至恒重后，使用微型植物粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，得到的馬尾松針粉末過30目 篩后將其放置封口袋中放在干燥塔中儲存?zhèn)溆谩?br>[0033] (2)(關(guān)鍵步驟)粘結(jié)劑的配置方法：
[0034] 將去離子水、濃憐酸和簇甲基纖維素鋼按照IOmL:ImL: 0.5g的比例配置。
[0035] 第一步:把濃憐酸加入去離子水中混勻，得到憐酸溶液；
[0036] 第二步:將簇甲基纖維素鋼一邊緩慢倒入憐酸溶液中，一邊用玻璃棒攬拌均勻，最 終得到乳白色的呈粘稠狀的粘結(jié)劑。加簇甲基纖維素鋼的那個過程是每次禪一點點進(jìn)去， 不能放多，不然容易成團(tuán)溶不了，就是薄薄地鋪一層，攬拌均勻，然后再繼續(xù)加入，再混勻。
[0037] (3)成型馬尾松針的配置方法:第一步:將粘結(jié)劑與馬尾松針粉末按照2(mL): 1(g) 的比例混合均勻，然后使用小型成型器(針筒式)擠壓成直徑約為3mm、長約5mm的條形顆粒 狀放置在表面皿上，然后將其放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在50°C的溫度下烘化后，即可得 到成型馬尾松針。
[0038] -、W下為本實施例所制得的成型馬尾松針的吸附效果試驗
[0039] (一)吸附前后溶液中總銘與化(VI)的比較
[0040] 試驗設(shè)置平行樣2個，準(zhǔn)確稱取兩份1.Og的成型馬尾松針，分別置于2個250mL錐形 瓶中，然后分別加入IOOmL質(zhì)量濃度為IOmg? [1的重銘酸鐘溶液，溶液抑值自然，置于水浴 恒溫振蕩器中并設(shè)定溫度為30°C，轉(zhuǎn)速為10化?min-i進(jìn)行振蕩化后，轉(zhuǎn)移至離屯、管中，W 300化?min-i的轉(zhuǎn)速于離屯、機(jī)中離屯、5分鐘，最后測定上層清液中化(VI)的濃度和總銘的濃 度，總銘濃度使用《銘GB7466-1987水質(zhì)總銘的測定》中的方法測定。結(jié)果如表1所示。另外， 使用紫外分光光度計對吸附前和吸附后的重銘酸鐘溶液進(jìn)行波長掃描。結(jié)果圖1所示。
[0041] 表1成型馬尾松針吸附后上層清液中總銘和化(VI)的結(jié)果
[0044] 由表1可見，經(jīng)成型馬尾松針吸附后，剩余的Cr(VI)濃度為0.27mg?L-i(取平均 值），溶液中總銘的濃度為4.57mg? [1(取平均值）。
[0045]由圖1可見，吸附前的重銘酸鐘溶液有兩個吸收峰分別位于261和358nm處，經(jīng)成型 馬尾松針吸附后，在吸附前波長為261nm處對應(yīng)下的波峰消失了，在358nm處的波峰明顯下 降并稍微前移到341nm處。由此可見，吸附后重銘酸鐘溶液的濃度降低了，間接說明溶液中 化(VI)的含量降低了。
[0046]綜上所述，成型馬尾松針對水中的Cr(VI)并不是完全的吸附作用，可能有部分是 轉(zhuǎn)化作用，即將溶液中的化(VI)通過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化(111)。
[0047] (二)投加量的影響
[004引分別準(zhǔn)確稱取 0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2和1.4邑成型馬尾松針 置于250mL錐形瓶中，然后分別加入IOOmL質(zhì)量濃度為IOmg? 1/1的重銘酸鐘溶液，溶液抑值 自然，置于水浴恒溫振蕩器中并設(shè)定溫度為30°C，轉(zhuǎn)速為10化?min-i進(jìn)行振蕩化后，取適量 混合均勻溶液置于離屯、管中，W3000r-mirTi的轉(zhuǎn)速于離屯、機(jī)中離屯、5分鐘，最后測定上層 清液中化(VI)濃度。成型馬尾松針吸附劑的投加量m對化(VI)的吸附效果影響如圖2所示。
[0049]由圖2可見，Cr(VI)去除率隨成型馬尾松針吸附劑投加量的增加呈上升趨勢。在成 型馬尾松針的投加量從2.Og? 1/1增加至9.Og? 1/1時，Cr(VI)去除率從44.7 %增加到 95.2%，當(dāng)成型馬尾松針投加量增至10.Og? 1/1后，Cr(VI)去除率達(dá)到99%并趨于平緩但吸 附量反而降低。
[0050]出現(xiàn)上述情況原因是由于增大吸附劑的投加量，隨之增大了吸附表面積和吸附劑 表面活性位點，其提供的吸附位點增多，從而提高了對Cr(VI)的去除率。當(dāng)投加量達(dá)到 10.Og? [1之后，繼續(xù)增加投加量時，化(VI)的去除率趨于平緩，有可能是吸附劑過多，它們 之間容易發(fā)生聚集作用，形成吸附競爭的緣故。雖然&(VI)的去除率隨著投加量的增加而 增大，但是對Cr(VI)的吸附量反而降低，結(jié)合考慮使用成本和去除效果，本實驗中確定的最 佳投加量選定為6.Og/L。
[0051] (S)吸附時間和溫度的影響
[0052] 準(zhǔn)確稱取3.Og成型馬尾松針置于1000 mL錐形瓶中，然后加入SOOmL質(zhì)量濃度為 IOmg?L-1的重銘酸鐘溶液，溶液pH值自然，在30°C，100r?min-i的條件下恒速振蕩不同的 時間后依次取出混合均勻的溶液離屯、，測定上清液的Cr(VI)濃度。此外，分別使用3個 1000 mL錐形瓶，在30、40和50°C下按照上述步驟