[发明专利]西藏雪莲花吸附剂及其用于吸附稀土离子

说明书

技术领域

本发明涉及西藏雪莲花吸附剂及其用于吸附稀土离子，属于稀土利用领域。

背景技术

我国是举世公认的稀土资源大国，目前已探明储量占世界稀土总量的80％以上，全世界约95％以上的稀土都是由中国提供的。稀土元素因具有独特的物理化学性质，在化学工程、金属冶炼、核能、光学、磁性、发光和激光材料和高温超导材料等领域都受到了广泛关注。随着稀土微肥、稀土作为饲料添加剂的大量使用，不可避免的通过各种途径进入食物链，有关稀土的毒性并没有达到确切的研究，截止目前还没有论证稀土是我们人体必需的元素。长期的暴露在稀土的灰尘中可能导致尘肺病，稀土能够削减DNA的稳定性，使DNA受到损伤，因为它的毒性和安全事件的发生，检测回收环境中的稀土就显得尤为重要。稀土在环境中的浓度较低，分离回收稀土元素具有较高的技术难度。

不同的方法已被用于分离富集稀土元素，包括共沉淀、溶剂萃取、离子交换、固相萃取等。溶剂萃取耗时、繁琐并非高效环保，因为需要消耗大量的有毒溶剂。传统方法处理回收稀土元素存在处理过程复杂，成本高和效率低的缺点。因此，当务之急，需要发展一项低成本、高效率、环境友好的回收稀土元素的方法。

生物材料由于分子中存在大量的氨基、羧基、羟基等功能基能一定程度处理低浓度的重金属废水。生物材料固相萃取具有吸附材料易获得；成本低廉；操作条件温和；能在较宽的pH、温度、浓度范围使用；再生性好；废物利用等优点，广泛用于吸附回收重金属元素。

雪莲花，菊科多年生草本植物，广泛分布于西藏地区，是高寒地区民间常用的珍贵药材。雪莲花作为传统的藏药，对其化学成分、生物活性、和药理学研究已非常活跃。雪莲的化学成分研究较多，其化学成分主要包括黄酮类、生物碱、内酯、甾醇、多糖、鞣质及挥发油等，因其具有丰富的药用化学成分，雪莲在治愈某些临床疾病方面具有特色的疗效。西藏雪莲花高约15厘米，全株表面密被刚性白色长绵毛。叶密集，叶片羽状分裂，被长绵毛，无柄。头状花序顶生，密集；花紫红色。由文献调研发现，截止到目前的国内外研究，利用雪莲花吸附稀土离子还未曾报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种西藏雪莲花吸附剂及其用途。高效、低成本的碱处理雪莲花吸附剂、制备方法及吸附稀土离子的应用。

为了实现上述目的，本发明所提供的雪莲花吸附剂采用如下方法制备：

吸附剂为氢氧化钠处理的西藏雪莲花花身，其制备方法包括以下步骤：

(1)雪莲花花身用去离子水清洗3-4次，去掉表面的粉尘和泥土后，烘干剪碎；

(2)烘干剪碎的雪莲花花身浸入1M HNO₃、0.1～4MNaOH、1M H₃PO₄、10wt％甲醛、40v/v％乙醇或10wt％H₂O₂，保持固液比为20g/L，浸泡或者搅拌24小时；

(3)滤出雪莲花花身，用去离子水反复清洗表面的处理剂至pH为中性；

(4)干燥碎裂处理后过40～100目筛保存。

浸泡或搅拌的温度优选为室温。

本发明的不同处理剂处理雪莲花所得吸附剂用于溶液中稀土离子(Ce³⁺)的静态吸附去除。采用2mol/L NaOH处理后的吸附剂进行15种稀土离子的动态吸附回收利用。

上述不同处理后的雪莲花用于溶液中稀土离子(如Ce³⁺)的吸附去除条件为：将含有稀土离子的溶液调节pH为5，稀土离子的浓度在5～50μg mL^-1，加入不同处理后的雪莲花吸附剂，保持固液比1：6g/L，吸附2小时后，过滤分离。

2mol/LNaOH处理后的吸附剂动态吸附15种稀土离子优选条件为：吸附剂填料为20mg，稀土离子的上样浓度为0.5μg mL^-1，稀土离子溶液pH为6，上样流速采用2mL/min。再采用0.5mol/L的硝酸1mL/min进行定量回收。

本发明的优点及效果：

(1)本发明获得的不同处理剂处理后的雪莲花吸附剂对稀土铈离子(Ce³⁺)具有较高的吸附容量，能通过简单的酸处理回收利用，且回收利用次数高，至少在20次以上，可见其物理化学稳定性较强，该吸附剂来源于天然材料，绿色无污染，具有高效环保的特点；