[发明专利]一种植物纤维素改性吸附材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种植物纤维素改性吸附材料及其制备工艺，属于吸附材料制备技术领域，现有的污水重金属处理需要经过多重工艺进行处理，且需要使用大量吸附材料以及长时间才能够将污水中的重金属清除，本发明将改性石墨烯与二醇二乙醚二胺四乙酸进行反应，使得二醇二乙醚二胺四乙酸上的一个羧基与改性石墨烯上剩余的氨基发生脱水缩合，制得吸附剂，磁性纤维能够利用磁场作用将水体中的重金属吸附，且氧化石墨烯的多孔结构，使得自身具有一定的吸附能力，同时吸附剂能够与二价或三价金属离子形成稳定性高的螯合物，进而使金属离子颗粒化，并吸附在自身表面，达到去除重金属离子的效果。

技术领域

本发明涉及吸附材料制备技术领域，具体涉及一种植物纤维素改性吸附材料及其制备工艺。

背景技术

随着工业生产的发展，大量含有重金属的废水被排放到环境中。重金属具有不可生物降解、但易被生物吸收的特性，一旦进入环境中，将对动植物生长及人体健康造成威胁。因此水体中的重金属离子去除引起了国内外学者的广泛关注。

目前常用的处理水体重金属污染的技术主要有化学沉淀法、离子交换法、电解法、氧化还原法、膜分离技术、生物净化法和吸附法等，其中吸附法以其处理效果好、操作简单等特点而被高度重视。

吸附法处理重金属废水技术的核心是用于吸附的材料，主要有膨润土、蒙脱石、海泡石、铁锰矿等天然矿物，钢渣、粉煤灰、赤泥等工业废弃物，锯末、秸秆、生物炭、活性污泥等生物废料，以及离子交换树脂、聚乙烯高分子材料等新型材料，近年来，多孔颗粒材料逐渐进入水体重金属污染吸附的研究领域中，它不仅具有快速吸附与解吸的特点，而且容易分离和回收利用。通过改性等方式还可以改变其表面孔壁结构，增加吸附材料的表面积，进一步提高材料对重金属的吸附效果，但现有的污水重金属处理需要经过多重工艺进行处理，且需要使用大量吸附材料以及长时间才能够将污水中的重金属清除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植物纤维素改性吸附材料及其制备工艺。

本发明要解决的技术问题：

现有的污水重金属处理需要经过多重工艺进行处理，且需要使用大量吸附材料以及长时间才能够将污水中的重金属清除。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种植物纤维素改性吸附材料，由如下步骤制成：

步骤S1：将硫酸铁和氯化铁溶于去离子水中，加入纤维素，在转速为300-500r/min，温度为50-60℃的条件下，进行搅拌1-2h后，滴加浓氨水，调节溶液pH值为9-10，继续搅拌1-2h陈化2-3h后，降温至温度为20-25℃后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得磁性纤维；

步骤S2：将吸附剂分散在去离子水中，加入磁性纤维，在频率为5-8MHz的条件下，进行超声处理2-3h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得植物纤维素改性吸附材料。

进一步，步骤S1所述的硫酸铁、氯化铁、去离子水、纤维素的用量比为0.02mol:0.03mol:20mL:1g，步骤S2所述的吸附剂和磁性纤维的用量质量比为5:1。

进一步，所述的吸附剂由如下步骤制成：

步骤A1：将过硫酸钾、五氧化二磷、浓硫酸加入反应釜中，在转速为200-300r/min，温度为80-90℃的条件下，进行搅拌至过硫酸钾和五氧化二磷完全溶解后，加入石墨，继续搅拌5-8h后，降温至温度为25-30℃，用去离子水洗涤至中性后，真空干燥，制得预氧化石墨，将预氧化石墨溶解于浓硫酸中，在温度为3-5℃的条件下，加入高锰酸钾，在温度为35-40℃的条件下，进行反应2-3h后，加入去离子水，静置5-10min后，加入双氧水，至反应液呈亮黄色，用去离子水洗涤至中性后，依次用丙酮和浓盐酸洗涤3次后，再次洗涤至中性后，真空干燥，制得氧化石墨烯；