[发明专利]一种磁性蛋清/水葫芦复合重金属吸附材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种附载蛋清/水葫芦复合重金属吸附材料的制备方法及应用，具体涉及高效生物质吸附剂的制备方法，并用于重金属污染水体的治理，属于环境保护技术领域。

背景技术

随着工业化的发展，汽车尾气和各种工矿废物的不断排放，导致土壤和水源中镉、铅、铬等重金属元素含量增加。绝大多数重金属元素经过水源灌溉农田，污染土壤，并富集于农作物中，从而造成人体健康的伤害。有大量研究表明，镉具有致癌性。国际癌症研究署(IARC)把镉归类为第一类人类致癌物，美国国家毒理学计划也把镉确认为人类致癌物。另外铅对人体蛋白质上的巯基有高度的亲和力，产生生化作用使蛋白质变性。人长期摄入少量铅，会引起慢性中毒，如贫血症、神经机能失调和胃伤害等，特别是对儿童毒害的关键是大脑的损伤。因此，保护生态环境就显得很重要。有不少专利公示了各种吸附方法来处理水体或土壤中重金属的方法。

传统的重金属污染废水处理技术包括离子交换、沉淀吸附、膜分离和活性炭吸附等，但这些方法的成本普遍较高，有些方法可能还存在二次污染的危害。近年来，环境工程界越来越重视廉价高效替代技术的研究及其实际工程应用，其中生物材料吸附法，在处理含重金属离子的废水中有着其它方法不可替代的优势，引起了大家的普遍关注。这种生物吸附法具有成本低廉、来源丰富、除去效率好等优点。水葫芦（又名凤眼莲）是一种是华南地区危害最为严重的水生入侵植物，其生物量大、繁殖迅速，如加以利用可以变废为宝。其植株内部主要为海绵组织，且有许多多边形柱状细胞组成的气室，具有作为吸附剂的重要特征-多孔结构。已公开的中国发明专利（申请号201210136476.9，公开号CN102631889A）提出了一种利用凤眼莲（水葫芦）吸附材料的制备方法，先用无机试剂和多种有机试剂浸泡，然后炭化，制备成活性炭用于吸附制革废水中的铬和氨氮。另外，国内外对水葫芦的吸附性也进行了研究，王洪等（环境科学技术，2012，35（7）：33-35）报道了水葫芦对重金属铜的吸附性能，吸附能力为31mg/g；国外Sharma和Rai（International Journal of Mineral Processing, 2010, 94(3/4): 203-206）对水葫芦(凤眼莲)的吸附性能进行了探讨，发现水葫芦干粉对Zn²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺的吸附能力可分别达9.3、12.4 和5.6 mg/g。但这些方法在实际应用中对重金属的吸附容量不高，吸附后固液分离难度大，吸附剂难以回收。本发明的目的在于：克服现有技术的不足，采用廉价易得的水葫芦作为吸附剂的基质，从多种果皮中浸取丹宁酸、多酚类物质，并将蛋清附载在水葫芦表面上，来提高发明材料的吸附效果，同时将磁性纳米四氧化三铁包裹在水葫芦上，便于进行磁铁进行固液的分离和吸附剂的回收。在实际应用中，具有独特的优势，可大幅度降低金属离子废水处理的成本。

发明内容

本发明针对上述问题以及吸附剂在水中难以分离的不足之处，发明了一种高效磁性蛋清/水葫芦复合重金属吸附材料的制备方法，具体操作步骤如下：

一种磁性蛋清/水葫芦复合重金属吸附材料，其由下述质量成份制得：水葫芦粉400 ~ 600 g，Fe₃O₄磁性粉0.5 ~ 5 g，蛋清10 ~ 50 g，海藻酸钠1 ~ 3 g，果皮浸取液800 ~ 2000 mL；

步骤1）、将水葫芦去掉根部，收集茎杆部份、洗净，烘干，用粉碎机粉碎，过筛，获得60 ~ 150目的水葫芦粉末；

步骤2）将400 ~ 600 g水葫芦粉末浸泡在1000 mL如下混合溶液中，搅拌1 ~ 3 h。混合液成份如下：1 ~ 5%柠檬酸；1 ~ 3%草酸；1 ~ 5%磷酸；浸泡完毕，过滤抽干；