[发明专利]一种改性椰子壳及利用其降低水体中钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种改性椰子壳及利用其降低水体中钒的方法。

背景技术

目前环境中的钒主要来源于天然岩石的风化，煤、石油等燃料的燃烧，以及钒铁磁铁矿等含钒矿物的开采、冶炼。原油冶炼厂、燃料工厂、含钒矿物冶炼厂和钒化合物应用过程中产生的废水是水体中钒的主要来源。钒作为人体必需的微量元素具有多方面的生理作用，然而，钒还有多方面的毒性和危害性。钒的化合物对人体和动物体有一定的毒性，其毒性作用大小与钒的价态、溶解度、摄取的途径等有关，化合物中钒的价态越高，毒性越大。如何减轻钒对环境的影响和有效回收利用钒是当前环境保护方面的重点关注问题。

废水中重金属离子的处理方法有很多，如化学沉淀法、离子交换法、吸附法等。其中化学沉淀法主要包括铁屑沉淀法、二氧化硫沉淀法和钡盐沉淀法。离子交换树脂是一种人工合成的含有大量活性可交换基团的高分子功能材料，树脂上的可交换离子与废水中的金属离子进行交换反应，将金属离子置换到离子交换树脂上，从而达到去除金属离子的效果。吸附法是指利用多孔性的固体吸附剂将水样中的一种或多种重金属离子吸附于表面，再通过解吸作用达到分离和富集重金属的目的。吸附材料主要包括多孔碳材料吸附剂、高岭土等无机吸附剂、腐殖酸等有机吸附剂以及生物吸附剂。能够从溶液中分离重金属离子的生物体或其衍生物都被叫做生物吸附材料。生物吸附法是处理水体中重金属污染的一类重要方法，该方法处理效率高、运行成本低、无二次污染且可重复利用。

生物吸附法当前常用的吸附剂有树脂、壳聚糖、硅藻土、膨润土、活性炭，但利用生物材料如花生壳、椰壳等农林废弃物以及蟹壳、贝壳等非活体生物组织，处理含钒废水的相关研究仍较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型改性椰子壳。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了一种改性椰子壳，其由以下方法制备得到：

A、取椰子壳，经洗涤、烘干、粉碎，得粉末状材料；

B、将步骤A所得粉末状材料与柠檬酸溶液、无水乙醇混合，经振荡、抽滤，得滤饼，滤饼经洗涤、烘干，得改性椰子壳。

其中，上述所述的改性椰子壳中，步骤A中，所述粉末状材料的粒度为过100目筛，取筛下物。

其中，上述所述的改性椰子壳中，步骤B中，所述柠檬酸溶液的浓度为60～100g/L。

其中，上述所述的改性椰子壳中，步骤B中，所述粉末状材料、柠檬酸溶液和无水乙醇的固液比为1：5～20：5～10；其中，粉末状材料以质量计，柠檬酸溶液和无水乙醇以体积计。

其中，上述所述的改性椰子壳中，步骤B中，所述振荡的速度为100～400rpm。

其中，上述所述的改性椰子壳中，步骤B中，所述振荡的时间为6～12h。

本发明还提供了利用上述改性椰子壳降低水体中钒的方法，包括以下步骤：

将上述改性椰子壳与含钒废水混合，经振荡、抽滤，得净化溶液。

其中，上述所述的利用改性椰子壳降低水体中钒的方法中，所述含钒废水的钒浓度为20～200mg/L。

其中，上述所述的利用改性椰子壳降低水体中钒的方法中，所述改性椰子壳与含钒废水的固液比为1～3：5；其中，改性椰子壳以质量计，含钒废水以体积计。

其中，上述所述的利用改性椰子壳降低水体中钒的方法中，所述振荡的转速为100～400rpm。

其中，上述所述的利用改性椰子壳降低水体中钒的方法中，所述振荡的温度为10～100℃。

其中，上述所述的利用改性椰子壳降低水体中钒的方法中，所述振荡的时间为6～12h。

本发明的有益效果是：

本发明利用柠檬酸作为酸性改性剂，使椰子壳表面产生更多的酸性含氧官能团，利用乙醇可去除椰子壳表面的有机物，使活性基团露出表面，增加与重金属离子作用的机会，并且能使其表面变得粗糙不平整，增加了椰子壳的比表面积，所得改性椰子壳更适合应用于废水中重金属离子的去除；此外，本发明改性椰子壳的制备方法简单、廉价、环保；山竹壳作为一种农林废弃物，在农业和食品加工业中产量巨大，本发明利用改性山竹壳降低水体中钒，不仅实现了废弃物再利用，还能够有效回收利用废水中的钒，减轻钒对环境的影响，具有显著的社会效益。

具体实施方式

具体的，一种改性椰子壳，其由以下方法制备得到：

A、取椰子壳，经洗涤、烘干、粉碎，得粉末状材料；

B、将步骤A所得粉末状材料与柠檬酸溶液、无水乙醇混合，经振荡、抽滤，得滤饼，滤饼经洗涤、烘干，得改性椰子壳。