[发明专利]一种新型多孔麻纤维重金属吸附剂的制备与应用

说明书

本发明属于吸附材料制备领域，具体涉及一种新型多孔麻纤维重金属吸附剂制备与应用。本发明以黄麻叶为原料，首次采用索氏提取法一步制备得到多孔黄麻纤维吸附剂(JLF)。纤维中易腐烂粘稠成分被彻底去除，保留稳定的纤维网络结构，形成多孔结构，充分暴露纤维内部官能团，提高重金属吸附容量，极大改善重复利用性。所得吸附剂可以在pH 5～8范围内很好吸附废水中的重金属离子，对Cd(II)吸附容量高达198.79mg/g；可以在高硬度的废水中有效吸附Cd(II)，具有很强抗干扰能力；具有良好的重复利用性和实际重金属废水处理性能，尤其对Pb、Cd和Cr有很好去除效果。

技术领域

本发明属于吸附材料制备领域，具体涉及一种新型多孔麻纤维重金属吸附剂制备与应用。

背景技术

由于大量重金属废水的排放，重金属污染引起全世界的广泛关注，对生态系统和人类健康带来严重危害.常见去除水中重金属方法包括化学沉淀、吸附、电化学还原、生化处理等。其中，吸附法因其低淤泥量、易操作等优点而备受关注。而常用的吸附存在成本高、吸附容量低或重复利用性差等不足。高效、低成本、可重复利用是吸附剂用于实际重金属废水处理所必须满足的条件。。

植物生物吸附剂由于其低成本、生物量大的优势而备受关注，然而其低吸附容量、重复利用性差的缺点严重制约它们用于实际废水处理；传统酸碱处理只能对植物纤维表面改性，吸附容量难以显著提高，多用于废水粗过滤分离，并且植物叶经酸碱处理后在水中变得粘稠而难回收利用，需与其它材料复合改性才可用于废水处理。

黄麻生物量位居世界麻类第二，其茎和杆主要用于纺织原料，大量黄麻叶被废弃浪费。黄麻叶片已经被证实对溶液中重金属离子具有良好的吸附性能。本工作以黄麻叶为原料，首次采用索氏提取法一步制备得到多孔黄麻纤维吸附剂(JLF)。纤维中易腐烂粘稠成分被彻底去除，保留稳定的纤维网络结构，形成多孔结构，充分暴露纤维内部官能团，提高重金属吸附容量，极大改善重复利用性。

发明内容

本发明采用索氏提取法一步制备得到多孔黄麻纤维吸附剂(JLF)，成本低廉，得率高，并能重复利用。为区别用常规碱处理黄麻叶制备的黄麻吸附剂，将其用JL表示。

制备步骤如下：

1.黄麻叶粉末(粒径为70-90目)加入到20倍体积的氯仿-正丁醇(1:1)索氏提取器，110℃回流2h；

2.所得固体用去离子水洗涤3次，在80℃烘干24h；

3.每使用一个循环后，吸附剂用0.5M的HCl洗脱重金属离子，再用0.1M的NaOH溶液和去离子水处理。

本发明还公开了制得多孔黄麻纤维吸附剂用于处理含重金属离子废水的方法：

本发明的有益效果如下：

1.采用索氏提取技术一步制备植物纤维多孔吸附剂操作简单；

2.所得吸附剂可以在pH 5～8范围内很好吸附废水中的重金属离子，对Cd(II)吸附容量高达198.79mg/g；

3.所得吸附剂可以在高硬度的废水中有效吸附Cd(II)，具有很强抗干扰能力；

4.所得吸附剂具有良好的重复利用性和实际重金属废水处理性能，尤其对Pb、Cd和Cr有很好去除效果.

附图说明

图1中(a)为JL的SEM(电镜扫描图)；(b)JLF的电镜扫描图；(c)JLF的BET(比表面积图)，(d)是JLF的FTIR(红外光谱图)。

图2中(a)显示JLF颗粒大小对Cd(II)吸附的影响；(b)显示pH对Cd(II)去除效率的影响；(c)显示温度对Cd(II)去除效率的影响；(d)是废水硬度对JLF吸附Cd(II)抗干扰能力的影响。