[发明专利]一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭及其制法与应用

说明书

技术领域

本发明属于环保材料领域，具体涉及一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭及其制法与应用。

背景技术

随着工业的快速发展和城市化进程的加快，越来越多的含重金属的工矿业废水和生活废水产生。重金属相对于其他污染物，具有长期毒性、生物富集性和不能降解的特性，所以极易对环境和人体健康产生危害。

重金属废水的处理方法有沉淀法、生物法和吸附法。沉淀法对于浓度低的重金属处理效果差，且需要大量沉淀剂，引起二次污染。生物法的机械强度弱，化学稳定性差，且不易回收。只有吸附法是去除废水重金属的良好方法。

活性炭是一种优良的重金属吸附剂，其生产原料主要有木材、煤炭，但由于资源限制，目前已转向农业副产物如果壳、秸秆等，但数量仍然较少，尚不能满足市场对活性炭的需求。

工业中生产活性炭的方法常用酸碱处理或直接炭化法。公开号为CN101544370A的中国发明专利申请公开了一种以氯化锌浸渍中药渣、高温下炭化再经盐酸洗涤制备活性炭的方法；公开号为CN102092711A的中国发明专利申请公开了一种40％磷酸浸渍、微波炭化再经水洗制备活性炭的方法。但是由于这些制备方法过程中使用了氯化锌、磷酸等，均可导致环境的二次污染。

普通活性炭虽可用作重金属的吸附剂，但吸附量小，选择性差，且难以回收再利用。秦恒飞等(秦恒飞，刘婷逢，周建斌.Na₂S·HNO₃改性活性炭对水中低浓度Pb²⁺吸附性能的研究.环境工程学报，2011，5(2)：306～310)、赵梅青等(赵梅青，马子川，张立艳，等.高锰酸钾改性对颗粒活性炭吸附Cu²⁺的影响.金属矿山，2008，11：110～113)分别用Na₂S·HNO₃和高锰酸钾处理活性炭，可以提高废水中的重金属的去除率。但上述方法用到的强酸和强氧化剂也会污染环境，加上废水组成差异较大，一般活性炭难以对废水中重金属产生良好的选择性吸附效果。饱和吸附后的活性炭通过酸碱和高温处理，虽可再生，但造成活性炭结构破坏，吸附性能显著下降，且不能回收所吸附的重金属。

中药生产在我国制药工业中占重要地位，由于大多数中药属于植物类药材，中药生产一般采用溶剂提取活性成分后，将药渣废弃不用。大量中药渣采用传统的处理方法如焚烧、填埋或堆放，导致了资源浪费和环境污染。将中药废渣制成活性炭可以充分利用中药废弃资源，变废为宝。但中药渣组成差异较大，直接采用上述方法很难保证质量，无法实现规模化和标准化生产。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭孔径均匀，对重金属吸附量大、选择性强，且可解吸回收重金属，达到再生利用的目的；

本发明的另一目的在于提供上述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的制备方法；

本发明的再一目的在于提供以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭是将中药渣按根茎残渣质量百分含量分类后分别经高温炭化及水蒸汽活化，再混合后与过氧化氢进行氧化反应，然后经甲基丙烯酸进行改性及利用交联剂固化，最后烘干、粉碎制备而成。

上述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的制备方法，包括如下步骤：

(1)按根茎残渣质量占中药渣总质量的百分比将中药渣分为三类中药渣：根茎残渣质量百分比大于70％的中药渣为第一类中药渣，根茎残渣质量百分比为40％～70％的中药渣为第二类中药渣，根茎残渣质量百分比小于40％的中药渣为第三类中药渣；

优选的，所述中药渣为植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣；

(2)将上述三类中药渣分别进行高温炭化，对应得到第一类中药渣炭化物、第二类中药渣炭化物及第三类中药渣炭化物；所述高温炭化的具体操作为：将中药渣加温至200～300℃，恒温保持30～120min，再升温至500～900℃恒温保持30～60min，然后通入水蒸汽活化1～3h，得到中药渣炭化物；

优选的，所述水蒸汽的通入质量与所述中药渣的质量的比例为(0.2～2)：1；

(3)将所述第一类中药渣炭化物、第二类中药渣炭化物及第三类中药渣炭化物，按配方含量混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；