[发明专利]铜铝双金属氧化物改性榴莲壳生物质炭纤维复合材料的制备及去除水中氨氮的应用

说明书

本发明属于复合材料技术领域，涉及改性生物质炭纤维，具体涉及一种铜铝双金属氧化物改性榴莲壳炭纤维复合材料的制备方法，包括：将榴莲壳浸于碱液去杂，加入醋酸酸化的次氯酸钠溶液中漂白1～6 h；配制0.1～1 mol/L的硝酸铝溶液，将白色纤维浸泡2～10 h后过滤，烘干得到的样品在氮气条件下250～800℃煅烧1～4 h，得到氧化铝包覆的榴莲壳纤维；将硝酸铜、Al₂O₃/DBF、六亚甲基四胺溶于去离子水中，充分搅拌后，转移到不锈钢反应釜中，60～150℃反应6～12 h，过滤、洗涤、烘干后煅烧，即得。本发明利用常见的废弃榴莲壳生物质资源，通过水热、煅烧方法制备得到复合材料，常温下实现水体中对氨氮的有效去除，且可循环使用，具有节能环保和方便回收等优点。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及改性生物质炭纤维，具体涉及一种铜铝双金属氧化物改性榴莲壳炭纤维复合材料的制备及去除水中氨氮的应用。

背景技术

水资源已成为全世界关注的问题。人类在地球上生存，由于人口的增加和工业化的发展，可利用的水资源正在变得稀缺。许多国家和地区，氨氮含量高的工业和家庭废水处理不完全、处理不当，导致海洋、湖泊和水库的严重污染和富营养化。更严重的是，将氨氮废水直接排入水体时会促进产生其他有毒物质。许多年来，部分物理、化学和生物技术已经用于氨氮的处理，包括生物处理，离子交换，吸附和氧化技术，被认为最有经济优势和工艺优势的吸附法被广泛研究。但如何促进吸附剂的吸附效率，避免吸附剂团聚造成的低吸附性能，已成为急需解决的问题。

近年来，生物废弃物已被广泛利用制备低成本吸附剂。生物废弃物是富含碳元素的有机物质，具有来源广、成本低和可生物降解等优势，尤其是生物质炭显示出来作为高效吸附剂及吸附剂载体的潜力。生物质炭是指热裂解或不完全燃烧的生物质所形成的具有较大的比表面积、发达孔隙结构以及丰富表面官能团的物质，具有较强的吸附性和稳定性。为了最大程度地降低总成本并提高吸附性能，研究人员的目光逐渐转向日常生活中常见的生物质废弃物。

榴莲，足球大小，果皮坚实，密生三角形刺，是热带著名水果之一，原产马来西亚。东南亚一些国家种植较多，其中以泰国最多。近年来，中国广东﹑海南也有种植。榴莲在泰国最负有盛名，被誉为“水果之王”。它的气味浓烈，爱之者赞其香，厌之者怨其臭，将废弃的榴莲壳随意搁置，环境污染严重。因此，将抛弃的榴莲壳作为双金属氧化物分散载体，制备双金属氧化物/榴莲壳纤维(Cu-Al/DBF)复合吸附材料，不仅可以清洁环境、吸附水中氨氮，同时可以降低双金属氧化物吸附剂的团聚。将该材料用作氨氮降解的吸附剂，探究其在不同初始pH值和反应温度等条件下对氨氮的去除性能。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种铜铝双金属氧化物改性榴莲壳生物质炭纤维复合材料的制备方法。

技术方案

一种铜铝双金属氧化物改性榴莲壳生物质炭纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：

a)将粉碎的榴莲壳20～100℃浸泡在氢氧化钠溶液中2～6h,优选1M、80℃浸泡4h，去除杂质后，将获得的黄色细丝状生物质纤维用去离子水洗涤后，加入醋酸酸化的次氯酸钠溶液中漂白1～6h，优选3h，洗涤、干燥，获得白色纤维(DBF)；

b)配制0.1～1mol/L的硝酸铝溶液，将得到的白色纤维浸泡2～10h后过滤，优选0.5mol/L浸泡5h，烘干得到的样品在氮气条件下250～800℃煅烧1～4h，优选500℃煅烧2h，得到氧化铝包覆的榴莲壳纤维(Al₂O₃/DBF)；