一種新型吸附劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于新材料制備領域，具體涉及一種新型吸附劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 稻殼以及稻谷秸桿為稻米生產的副產品，是比較常見的農業廢棄物。稻殼以及稻 谷秸桿通常的處理方法為焚燒、廢棄或作為低熱值燃料使用，這種做法不僅浪費資源，同時 也對環境造成一定的污染并導致土壤礦化。稻殼及稻谷秸桿作為非常好的炭來源，經炭化 后的稻殼及稻谷秸桿活性炭具有較高的比表面積，吸附量大，吸附效果好等優點，近年來針 對稻殼及稻谷秸桿綜合利用的研究也越來越受到重視。但是由于它們含有豐富的羥基，表 現為較強的親水性，使得其吸油性能難以滿足要求，也限制了其在有機物專用吸附劑領域 的應用。通常的做法為利用熱處理，酯化，醚化等方法將其中的羥基脫除或者被疏水基團取 代改性，從而得到吸附有機物效果更好的吸附劑，常用的方法中熱處理改性后的材料得炭 率較低，且疏水效果不明顯，本發明以稻殼為原料，首先將稻殼中的硅分離出來，再將脫硅 稻殼進行水蒸氣活化以及酯化改性，制備出一種廉價并且疏水效果和吸附性能更優越的新 型吸附劑。
[0003] 根據本發明技術特點檢索了國內外數據庫，發現有關以稻殼為原料制備吸附劑 的報道和專利比較多。例如，中國專利CN103949211A提出一種以鈦酸正丁酯為原料， 采用溶膠-凝膠法將納米二氧化鈦與稻殼灰復合后形成吸附劑的制備方法；中國專利 CN102941066A描述了一種利用通過一定濃度的氏?04溶液處理，并在一定溫度下活化的稻 殼制備柴油脫硫吸附劑的制備方法；中國專利CN101670278A提出了一種以稻殼灰或無硅 稻殼灰為原料，將原料與無機堿溶液按一定比例混合處理，之后再在一定的溫度下進行活 化，制得輕質餾分油脫硫吸附劑。但尚未見到以稻殼為原料，將其用脫硅處理后再進行水蒸 氣活化以及酯化改性，制備疏水性更好、吸附性能更優越的新型吸附劑的報道。
【發明內容】
[0004] 針對【背景技術】中存在的問題和不足，本發明的目的在于以廉價的農業廢棄物稻殼 為原材料，通過對其進行處理及改性，制備一種新型吸附劑。
[0005] 本發明的技術方案是首先將稻殼進行除雜熱解以及酸洗的預處理，然后再用一定 濃度的Na2CO3溶液在一定條件下處理稻殼炭制得脫硅稻殼炭，再利用一定溫度的水蒸氣處 理脫硅稻殼，并將處理后的改性脫硅稻殼以丁二酸酐為酯化劑，二氧六環為溶劑，三乙胺為 催化劑進行酯化改性，制得具有良好的疏水效果和吸附性能的新型吸附劑。
[0006] 本發明采用的技術方案具體包括如下步驟：
[0007] 1.稻殼預處理：將稻殼用蒸餾水洗凈污泥等雜質，之后置于真空氣氛燒結爐中 120°C下干燥12h，然后將干燥后的稻殼與適量濃度為lmol/L的HCl溶液混合放入燒瓶中， 在恒溫油浴中回流冷凝且不斷攪拌下煮沸3h，去除大部分雜質后過濾，濾渣用蒸餾水洗至 中性并在120°C下干燥12h，然后將干燥后的稻殼置于真空氣氛燒結爐中500°C下熱解5h， 制得稻殼炭。
[0008] 2.脫硅稻殼炭的制備：將步驟1中預處理后的稻殼炭放入燒瓶中加入一定量一 定濃度的Na2CO3溶液，其中，稻殼炭與Na20)3溶液的質量比為0. 3:1，Na2C03溶液的濃度 為15 %，將燒瓶置于恒溫油浴中煮沸5h，之后將懸浮液過濾，濾渣用蒸餾水洗至中性，并在 120°C下干燥12h，制得脫硅稻殼炭。
[0009] 3.脫硅稻殼炭的水蒸氣活化：將步驟2中的脫硅稻殼炭置于真空氣氛燒結爐中， 在蒸汽流量450cm3/min下，升溫至500 °C，活化0. 5h。
[0010] 4.活化后脫硅稻殼炭的酯化改性：取一定量步驟3中水蒸氣活化后的脫硅稻殼炭 置于裝有磁力攪拌器、回流冷凝管和溫度計的三口燒瓶中，然后加入丁二酸酐（酯化劑）、 二氧六環（溶劑）和一定濃度的三乙胺（催化劑），在磁力攪拌及一定溫度下回流反應一定 時間，其中催化劑的濃度為〇. 65%~0. 95%，反應溫度為25~55°C，反應時間為7~10h， 待反應物冷卻后抽濾，再用乙醇和蒸餾水分別洗滌數次，并在120°C下干燥12h，即制得具 有良好的疏水效果以及較大的吸附量的新型吸附劑。
[0011] 本發明的優點在于：
[0012] (1)本發明利用農業廢棄物稻殼制備吸附劑，具有較高的經濟價值，且解決了一大 嚴重的環保問題。
[0013] (2)本發明利用鹽類.0)3溶液提取稻殼炭中的娃，相比其他利用強堿NaOH溶液 提取硅的方法，減少廢水處理問題，并且更為經濟、安全、環保；
[0014] (3)本發明針對具體用途對吸附劑進行簡單易行的酯化改性，可有效提高其疏水 性及吸附有機物的能力。 具體實施例
[0015] 下面通過一些實施例具體說明本專利，但本發明不受實施例限制：
[0016] 實施例1 :
[0017] (1)取適量稻殼用蒸餾水洗凈污泥等雜質，之后置于真空氣氛燒結爐中120°C下 干燥12h，之后將干燥后的稻殼與適量濃度為lmol/L的HCl溶液混合放入燒瓶中，在恒溫 油浴中回流冷凝且不斷攪拌下煮沸3h，去除大部分雜質后過濾，濾渣用蒸餾水洗至中性并 在120°C下干燥12h，然后將干燥后的稻殼置于真空氣氛燒結爐中500°C下熱解5h，制得稻 殼炭。
[0018] (2)將上述預處理后的稻殼炭30g與質量濃度為15 %的Na2CO3溶液按質量比 〇. 3:1的比例混合放入燒瓶中，將燒瓶置于恒溫油浴中煮沸5h，之后將懸浮液過濾，濾渣用 蒸餾水洗至中性，并在120°C下干燥12h，制得脫硅稻殼炭。
[0019] (3)將上述制得的脫硅稻殼炭置于真空氣氛燒結爐中，在蒸汽流量450cm3/min下， 升溫至500°C，活化0. 5h，制得吸附劑1。
[0020] 實施例2 :
[0021] (1)取適量稻殼用蒸餾水洗凈污泥等雜質，之后置于真空氣氛燒結爐中120°C下 干燥12h，之后將干燥后的稻殼與適量濃度為lmol/L的HCl溶液混合放入燒瓶中，在恒溫 油浴中回流冷凝且不斷攪拌下煮沸3h，去除大部分雜質后過濾，濾渣用蒸餾水洗至中性并 在120°C下干燥12h，然后將干燥后的稻殼置于真空氣氛燒結爐中500°C下熱解5h，制得稻 殼炭。
[0022] (2)將上述預處理后的稻殼炭30g與質量濃度為15 %的Na2CO3溶液按質量比 〇. 3:1的比例混合放入燒瓶中，將燒瓶置于恒溫油浴中煮沸5h，之后將懸浮液過濾，濾渣用 蒸餾水洗至中性，并在120°C下干燥12h，制得脫硅稻殼炭。
[0023] (3)將上述制得的脫硅稻殼炭置于真空氣氛燒結爐中，在蒸汽流量450cm3/min下， 升溫至500°C，活化0. 5h。
[0024] (4)將上述經水蒸氣活化后的脫硅稻殼炭置于裝有磁力攪拌器、回流冷凝管和溫 度計的三口燒瓶中，然后加入丁二酸酐、二氧六環和濃度為0.85%的三乙胺，在磁力攪拌及 45°C下回流反應9h，待反應物冷卻后抽濾，再用乙醇和蒸餾水分別洗滌數次，并在120°C下 干燥12h，制得吸附劑2。
[0025] 實施例3 :
[0026] (1)取適量稻殼用蒸餾水洗凈污泥等雜質，之后置于真空氣氛燒結爐中120°C下 干燥12h，之后將干燥后的稻殼與適量濃度為lmol/L的HCl溶液混合放入燒瓶中，在恒溫 油浴中回流冷凝且不斷攪拌下煮沸3h，去除大部分雜質后過濾，濾渣用蒸餾水洗至中性并 在120°C下干燥12h，然后將干燥后的稻殼置于真空氣氛燒結爐中500°C下熱解5h，制得稻 殼炭。
[0027] (2)將上述預處理后的稻殼炭30g與質量濃度為15 %的Na