專利名稱：一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種重金屬吸附劑的制備方法，具體說是一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法。
背景技術：
重金屬指比重大于4或5的金屬，約有45種，通常的重金屬污染，主要是指汞、鉛、 鎘、鉻以及砷等生物毒性顯著的重金屬的環境污染，還包括具有一定毒性的重金屬如鋅、 銅、鈷、鎳、錫、釩等。重金屬污染物難以治理，它們在水體中積累到一定的限度就會對水體-水生植物-水生動物系統產生嚴重危害，并可能通過食物鏈影響到人類的自身健康。水體重金屬污染已經成為當今世界上最嚴重的環境問題之一。目前，重金屬廢水處理的方法大致可以分為三大類(1)化學沉淀法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體沉淀法、化學還原法、電化學法和高分子法；( 物理處理法，包括吸附法、萃取法、離子交換法、膜分離法、蒸發和凝固法等；C3)生物處理法，包括生物絮凝法、生物化學法和植物修復法。其中吸附法由于其具有不產生二次污染，可再生回收等優點，而備受重視。目前，越來越多的農業廢棄物被制備成吸附劑，用于處理廢水中的重金屬污染物，這是農業廢棄物資源化利用的重要手段。甘蔗渣是制糖工業的主要副產品，是一種重要的可再生生物質資源。中國是僅次于巴西和印度的第三甘蔗種植大國，南方蔗區甘蔗總產量7000多萬噸，蔗渣的產量達到700萬噸。在我國約有70%的甘蔗渣等秸稈作為生活能源的燃料后還田，或者就地燃燒還田，20%左右作為飼料，還有10%左右作為造紙等工業的原料，真正形成工業化規模生產的資源化利用技術項目少之又少。這樣利用的后果是破壞了生態平衡，使土壤肥力衰竭，造成農業上的惡性循環。甘蔗渣含有大量的羥基和酚基，特別是纖維素中含有較多的游離醇羥基。甘蔗渣通過螯合反應可以引入具有螯合性質的基團，可以生成能吸附水中重金屬的吸附劑。利用甘蔗渣制備吸附劑，一是符合循環經濟理念，使廢蔗渣資源化；二是解決環境污染問題，既解決蔗渣焚燒產生的二次污染，又使受重金屬污染的水體得到凈化。
發明內容
本發明的目的是提供一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法，采用本方法制備的吸附劑具有使用方法簡單，成本低廉，而且吸附效果優異的優點。由于甘蔗渣含有大量的羥基和酚基，特別是纖維素中含有較多的游離醇羥基。甘蔗渣通過化學螯合反應可以引入具有螯合性質的基團，生成具有較強吸附能力重金屬吸附劑。利用烘干粉碎后的甘蔗渣經過引發、增長、終止和鏈轉移四個化學基元反應，使甘蔗渣與丙烯腈進行接枝共聚反應。通過接枝共聚改性，將丙烯晴中的氰乙基基團引入到甘蔗渣的結構當中，增強了甘蔗渣對重金屬的吸附能力。基于上述，本發明提供的一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法，該制備方法按下述步驟進行
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a、甘蔗渣經烘干或曬干后粉碎過篩得甘蔗渣粉末；b、將甘蔗渣粉末浸沒在濃度(0. 8 1. 2)g/L的高錳酸鉀溶液中，攪拌均勻，通氮除氧，在40 70°C下反應40 80分鐘；d、然后加入丙烯腈和N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺，再次通氮除氧，在40 70°C下反應40 80分鐘；e、在步驟d中，離反應結束前2 5分鐘加入濃度(8 12)mg/L的對苯二酚溶液；f、反應物經洗滌、抽干、過濾、干燥即得該重金屬吸附劑粗產品；其中，丙烯腈、N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺和對苯二酚溶液的加入量分別為甘蔗渣粉末重量的0. 1 0. 3% ；1 3% ；0. 05 0. 1%。在步驟a中，甘蔗渣粉碎后過20 40目的篩。在步驟f中，先用去離子水洗滌2 4次，再用95%乙醇洗滌2 4次。進一步的包括將步驟f所得在120 160°C下用N，N, -二甲基甲酰胺抽提M 48小時，然后先用去離子水洗滌2 4次，再用95%乙醇洗滌2 4次，抽干、干燥即得到該重金屬吸附劑精產品。本發明的有益效果本發明在解決農業廢棄物綜合利用的同時，又提供了一種廉價的重金屬吸附劑的制備方法，相對于傳統的重金屬吸附劑，這種吸附劑具有方法簡單，成本低廉，環境友好而且吸附效果優異等優點。利用甘蔗渣制備吸附劑，一是符合循環經濟理念，使廢蔗渣資源化；二是解決環境污染問題，既解決蔗渣焚燒產生的二次污染，又使受重金屬污染的水體得到凈化。經濟效益重金屬吸附劑原料來源廣泛，價格低廉，與常用的活性炭吸附劑相比具有價格上的巨大優勢。環境效益符合循環經濟和可持續發展理念，減少了二次污染。社會效益制備方法新穎，對于甘蔗渣的利用符合固廢無害化資源化利用的原則， 在體現節能減排理念和建設節約型社會具有良好的示范作用，取得了良好的社會效益。
具體實施例方式實施例一甘蔗渣經烘干后粉碎過20 40目的篩得甘蔗渣粉末，將該甘蔗渣粉末浸沒在濃度1. Og/L的高錳酸鉀溶液中，攪拌均勻，通氮除氧，在55°C下反應60分鐘，加入丙烯腈和 N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺，再次通氮除氧，在55°C下反應57分鐘，加入濃度10mg/L的對苯二酚溶液，繼續反應3分鐘，得反應物，將該反應物先用去離子水洗滌3次，再用95%乙醇洗滌3次，經抽干、過濾、干燥即得該重金屬吸附劑粗產品。上述中，丙烯腈、N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺和對苯二酚溶液的加入量分別為甘蔗渣粉末重量的0. 2% ；2% ；0. 075%。實施例二按實施例一的方法制得該重金屬吸附劑粗產品，將該重金屬吸附劑粗產品在140°C下用N，N，-二甲基甲酰胺抽提36小時，然后先用去離子水洗滌3次，再用95% 乙醇洗滌3次，抽干、干燥即得到該重金屬吸附劑精產品。試驗例一
在該吸附試驗中，以重金屬鎘為例。1、取0. 5g實施例一制得的重金屬吸附劑粗產品于250ml錐形瓶中，加入50ml濃度為100mg/L含重金屬離子溶液在溫度25°C、轉速120r/min，直至吸附平衡為止。2、待吸附完成后，取出15ml清液，測量溶液中重金屬的濃度，根據以下公式計算出吸附量
權利要求
1.一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，該制備方法按下述步驟進行a、甘蔗渣經烘干或曬干后粉碎過篩得甘蔗渣粉末；b、將甘蔗渣粉末浸沒在濃度(0.8 1. 2)g/L的高錳酸鉀溶液中，攪拌均勻，通氮除氧， 在40 70°C下反應40 80分鐘；d、然后加入丙烯腈和N，N,-亞甲基雙丙烯酰胺，再次通氮除氧，在40 70°C下反應 40 80分鐘；e、在步驟d中，離反應結束前2 5分鐘加入濃度(8 12)mg/L的對苯二酚溶液；f、反應物經洗滌、抽干、過濾、干燥即得該重金屬吸附劑粗產品；其中，丙烯腈、N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺和對苯二酚溶液的加入量分別為甘蔗渣粉末重量的 0. 1 0. 3% ；1 3% ；0. 05 0. 1%。
2.根據權利要求1所述的一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，在步驟a中，甘蔗渣粉碎后過20 40目的篩。
3.根據權利要求1所述的一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，在步驟f中，先用去離子水洗滌2 4次，再用95%乙醇洗滌2 4次。
4.根據權利要求1所述的一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法，其特征在于，進一步的包括將步驟f所得在120 160°C下用N，N, -二甲基甲酰胺抽提M 48小時，然后先用去離子水洗滌2 4次，再用95%乙醇洗滌2 4次，抽干、干燥即得到該重金屬吸附劑精產品。
全文摘要
一種改性甘蔗渣重金屬吸附劑的制備方法，該制備方法按下述步驟進行a、甘蔗渣經烘干或曬干后粉碎過篩得甘蔗渣粉末；b、將甘蔗渣粉末浸沒在濃度(0.8～1.2)g/L的高錳酸鉀溶液中，攪拌均勻，通氮除氧，在40～70℃下反應40～80分鐘；d、然后加入丙烯腈和N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺，再次通氮除氧，在40～70℃下反應40～80分鐘；e、在步驟d中，離反應結束前2～5分鐘加入濃度(8～12)mg/L的對苯二酚溶液；f、反應物經洗滌、抽干、過濾、干燥即得該重金屬吸附劑粗產品；其中，丙烯腈、N，N，-亞甲基雙丙烯酰胺和對苯二酚溶液的加入量分別為甘蔗渣粉末重量的0.1～0.3％；1～3％；0.05～0.1％。采用本方法制備的吸附劑具有使用方法簡單，成本低廉，而且吸附效果優異的優點。
文檔編號C02F1/28GK102218303SQ20111016876
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月22日 優先權日2011年6月22日
發明者黨志, 周建敏, 楊思敏, 牛顯春, 鄭劉春 申請人:廣東石油化工學院