[发明专利]一种稻壳基重金属吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境处理领域，具体涉及一种稻壳基重金属吸附剂及其制备方法。

背景技术

工业生产所排放的废水中常含有重金属离子，严重污染了环境，同时生物从其中摄取重金属通过食物链富集，进入人体，造成慢性中毒，对人体健康造成潜在的威胁。处理废水中重金属的方法主要有吸附法、电解法、离子交换法和沉淀法等。这些方法去除重金属效率高，但是具有成本大、能耗高、操作复杂、仪器设备昂贵等问题，限制了其应用。

吸附法作为一种常用的重金属处理方法，关键在于选择合适的吸附介质。其中生物吸附剂不仅具有一般吸附剂的特点，还具有成本低、来源广、去除效率高、选择性好、适应条件宽等优点。海带作为一种生物吸附剂，在重金属污染处理方面有着极高的应用价值，应用前景广阔。

发明内容

本发明的目的是提供一种稻壳基重金属吸附剂，重金属吸附能力强、吸附容量大、去除效率高，不产生二次污染。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种稻壳基重金属吸附剂，其是由下述重量份的原料制得：

稻壳40-60，鲜海带20-40，水稻秸秆3-5，硅藻土5-10，明胶4-6，羟丙基甲基纤维素1-2，氯化钙1-2，十二烷基葡糖苷0.1-0.2，苯甲酸钠0.05-0.1。

一种稻壳基重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将稻壳、水稻秸秆和硅藻土混合后加入适量4-8%的醋酸溶液70-80℃、400-800r/min搅拌5-10h，冷却后将pH调至中性，过滤并干燥，于650-750℃条件下处理2-4h，冷却后研磨至100-200目，得混合粉体；

（2）将鲜海带常温浸泡过夜后用水冲洗干净，60-80℃条件下干燥3-6h后研磨粉碎，得海带粉；将所述的海带粉与明胶共同加入步骤（1）中得到的混合粉体中，搅拌均匀后按固液重量比1：1-1：1.5加入水，60-80℃、400-600r/min搅拌4-8h，得混合液；

（3）将氯化钙溶于水中配制成浓度为8-10%的氯化钙溶液，待用；将步骤（2）中的混合液先与羟丙基甲基纤维素、十二烷基葡糖苷和苯甲酸钠混合，60-80℃、600-800r/min搅拌5-10h，再加入所述的氯化钙溶液室温静置2-4h，得混合基质；

（4）将步骤（3）中得到的混合基质冷冻干燥后研磨均匀，过10-50目筛，分装后即得成品。

稻壳是稻谷加工厂的废弃物，作为废料燃烧处理不仅浪费资源，烟尘还严重污染环境。稻壳高温炭化后的产物对重金属吸附能力强，具有废水处理的应用潜质；海带中含有活性成分和基团，对重金属离子的吸附能力强。通过海带与稻壳等基质材料进行配伍，通过配方和工艺的改进，形成兼具多孔结构和较强重金属离子吸附能力的吸附材料，提高了对重金属的吸附、富集能力和吸附容量，同时回收利用农业废料稻壳，节能减排。

本发明的优点是：

本发明合理回收利用稻壳，与海带、水稻秸秆、硅藻土共同配伍作为吸附基质，通过配方和工艺的改进，得到具有多孔结构，比表面积大的吸附介质，使得到的重金属吸附剂具有吸附能力强、吸附容量大、去除效率高的优点，同时原料来源广泛，价格低廉，节能利废，绿色环保，不产生二次污染，实用价值高。

具体实施方式

本发明非限定实施例如下：

一种稻壳基重金属吸附剂，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：

稻壳50，鲜海带30，水稻秸秆4，硅藻土8，明胶5，羟丙基甲基纤维素1.5，氯化钙1.5，十二烷基葡糖苷0.15，苯甲酸钠0.08。

稻壳基重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：

（1）将稻壳、水稻秸秆和硅藻土混合后加入适量8%的醋酸溶液80℃、400r/min搅拌5h，冷却后将pH调至中性，过滤并干燥，于700℃条件下处理2h，冷却后研磨至100目，得混合粉体；

（2）将鲜海带常温浸泡过夜后用水冲洗干净，80℃条件下干燥3h后研磨粉碎，得海带粉；将所述的海带粉与明胶共同加入步骤（1）中得到的混合粉体中，搅拌均匀后按固液重量比1：1加入水，80℃、600r/min搅拌4h，得混合液；

（3）将氯化钙溶于水中配制成浓度为10%的氯化钙溶液，待用；将步骤（2）中的混合液先与羟丙基甲基纤维素、十二烷基葡糖苷和苯甲酸钠混合，80℃、800r/min搅拌5h，再加入所述的氯化钙溶液室温静置2h，得混合基质；

（4）将步骤（3）中得到的混合基质冷冻干燥后研磨均匀，过10目筛，分装后即得成品。

分别将0.5g上述制得的重金属吸附剂加入200mL重金属离子浓度为100mg/L的溶液中，在pH=7、温度为25℃的条件下，于吸附时间10min时测定其对不同重金属离子的吸附率，测定结果其对Cu2+的吸附率为97.6%，对Pb2+的吸附率为89.1%。