[发明专利]一种毛竹遗态Fe2O3/Fe3O4复合重金属吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于废物资源化利用和水处理技术领域，特别涉及一种毛竹遗态Fe₂O₃/Fe₃O₄复合重金属吸附剂的制备方法，利用毛竹为植物模板，经过工艺控制，制备出以Fe₂O₃/Fe₃O₄为主要材料的复合重金属吸附剂。

背景技术

重金属是一种可在生物体内蓄积的有毒元素，随着工业的发展，重金属污染受到广泛重视，重金属进入环境后会在生物链中累积和富集，且不能被生物降解，可长期潜伏在环境中，并伴随食物链进入人体严重危害生命健康；目前水中重金属的去处方法主要有化学沉淀法、电浮选法、离子交换法、膜分离法和吸附法，其中吸附法由于其具有不产生二次污染，可再生回收等优点而备受重视；目前，最常用的吸附剂有活性碳和改性纤维素等，但是大多吸附剂因成本高或是生产工艺复杂而限制其应用。

遗态材料是借用自然界经亿万年的生物自身多层次、多维、多结构的本征结构，通过人工方法，变更其结构组分，制备出既保持自然界生物精细结构，又通过有选择性的复合，人为赋予特性和功能的材料；它主要将植物模板的机理引入无机材料的合成和复合材料的制备，以天然植物结构为模板，制备出各种各样具有鲜明植物结构特点、独特显微组织、组织结构可控、物理和力学性能可控的有序多孔无机纤维材料，从而制备出具有植物纤维生态陶瓷和金属材料所具有的综合性能优良的遗态材料。

目前，国内外的研究者们已在尝试以不同的纤维材料（如棉花、稻壳、黄麻、纸制品等）为模板制备获得具备不同倾向功能的遗态多孔氧化物；木质材料通过炭化可形成具有多孔结构的炭材料，该材料经过特殊表面处理即可具有很强吸附活性，可应用于水体净化，改善居住环境，电磁波屏蔽等环境保护等领域。

毛竹具有生长快、产量高、质量好、用途广的特点，是我国经济价值最高、面积分布最广的竹种之一（占全国竹林面积的47%），在广西至2001年起就开始大量引进毛竹进行种植；毛竹的利用近几年来得到了重视与发展，广泛应用于农业、渔业、制造业和建筑业等领域，有很高的利用价值；目前对毛竹的利用主要集中在制纸浆、农具、家具和日常生活用品，且主要利用毛竹主干，对毛竹根部以及分枝以上部分通常丢弃或作为柴火，这些部分作为可再生性废弃物资源，如果处理不当，不仅会造成资源浪费，更会形成污染，给环境保护带来压力，不利于生态环境的可持续发展；另外，毛竹具有不同尺度范围的有序多孔的特殊解剖结构，纹孔膜和纹孔塞的存在，使得纹孔不是一种天然的开孔，通过适宜浸煮剂的预处理可以方便地将木材中导管孔的浸填体组织去除，增加待试毛竹竹材内部结构的三维网络连通性，提高后期浸渍性能，同时提高产物的网络连通性，利于制备植物模板多孔吸附材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种毛竹遗态Fe₂O₃/Fe₃O₄复合重金属吸附剂的制备方法；该方法以稀氨水为浸煮剂，硝酸铁为前驱体溶液制备毛竹遗态Fe₂O₃/Fe₃O₄复合重金属吸附剂的方法，通过人工控制制备工艺，合成具有天然植物结构形态的毛竹遗态Fe₂O₃/Fe₃O₄复合重金属吸附剂，对其进行物相与结构、成分组成以及形貌特征实验表征，并应用于水环境有毒重金属元素的吸附处理实验，是一种廉价和环境友好材料，为毛竹木材利用提供一种新方法、新途径。

具体步骤为：

(1)将毛竹切块干燥后，削去结构致密的表层结构，备用。

(2)配置体积浓度为5~8%的稀氨水作为实验浸煮剂。

(3)将硝酸铁溶于体积比为1:1的乙醇-超纯水混合溶剂中制得摩尔比浓度为1.2~2 mol/L的硝酸铁溶液作为前驱体溶液。

(4)将步骤(1)获得的产物置于步骤(2)所制得的实验浸煮剂中，在95~105℃条件下浸煮6小时，完成抽提预处理。

(5)将步骤(4)获得的产物用超纯水洗净，并在75~85℃的烘箱内干燥24小时。