[发明专利]桂圆壳在吸附重金属离子中的应用及使用桂圆壳吸附重金属离子的方法

说明书

技术领域

桂圆壳在吸附重金属离子中的应用及使用桂圆壳吸附重金属离子的方法

背景技术

随着工业化水平的迅速发展，作为进行工业生产等不可或缺的材料之一的重金属，在人类的生产生活中起着越来越重要的作用。但是它们中大多数都对人类和生态环境有着重大危害，例如汞、铅、铬等金属对生物体都具有很强的危害性，并可能通过食物链的富集作用进入人体。所以，有害金属污染成为全球关注的热点问题。目前，治理有害金属污染方法很多。近年来，吸附剂吸附法以其廉价高效等特点受到越来越多的重视。而在众多吸附剂中，天然吸附剂又以其具有原料来源丰富、成本低廉、品种多样、环境友好等优点而受到人们青睐。

天然吸附剂成本的高低，又在于其前期预处理的繁琐程度上。大多数的天然重金属吸附剂都是采用废弃物质来作为原料的。例如，一种用羽毛作为重金属离子的吸附剂的方法。将一定量的羽毛纤维浸于5％(m/V)TA试剂的水溶液中，浴比为1∶100，在70℃下反应1～13h(杨崇岭，关丽涛，赵耀明，等.羽毛的化学改性及其对Cu²⁺的吸附.农业环境科学学报，2007，26(1)：344-349)。然后，将羽毛纤维放到瓷漏斗中用流水充分漂洗至中性，再用蒸馏水润洗并脱水，室温下风干作为吸附备用。此方法的前期预处理工作就十分繁琐，这样使操作过程变得十分冗长，而使羽毛这种天然吸附剂难以成为综合性能优异的重金属离子吸附剂。另有一种蘑菇培养基废料去除含铅工业废水的方法，其将培养基高温灭菌并粉碎处理，制成蘑菇培养基废料生物吸附剂(陈桂秋，曾光明，黄国和等.利用蘑菇培养基废料去除含铅工业废水的方法.中国，CN1657431A，2005)。此方法虽然预处理工程简单易行，但其吸附时间要24～48小时，十分漫长。所以也无法挤身综合性能高的天然重金属离子吸附剂的行列。再有一种鸡蛋壳作为重金属离子吸附剂的制备方法(王睿.一种重金属离子吸附剂的制备方法.中国，CN 1478594A，2004)，其特征在于：将废弃的鸡蛋壳在4％～10％的NaOH溶液中煮沸，脱去内膜，用蒸馏水洗涤至中性，放在红外线干燥箱中烘干，然后粉碎。此方法相对简捷一些，但仍存在继续将预处理过程尽量缩短的空间。

在对重金属离子的处理过程中，人们更关心的是处理结果，也就是吸附率的高低。例如，未经交联改性的壳聚糖对初始浓度为200mg/L的HgCl₂的最大去除率只有55％(Elaine C N，Fernanda S C，Eunice F S，et al.Journal of Colloid and InterfaceScience，2003，263：542-547)。当然，经过交联或化学改性可以大大提高壳聚糖对重金属离子的吸附性能，但是改性过程带来的成本投入却使得原料本身的廉价优势不再明显，也使天然高分子重金属离子吸附剂失去了可以与合成吸附剂争夺市场的最根本的优势。

综上所述，可以发现目前天然重金属离子吸附剂中存在预处理过程繁琐，吸附时间比较长，吸附率不高等问题，而找到一种成本低廉，预处理简便，吸附率高且能同时吸附多种重金属离子的天然重金属离子吸附剂是十分重要的。

发明内容

本发明的目的主要是根据现有技术中的不足，提供桂圆壳在吸附重金属离子中的应用及使用桂圆壳吸附重金属离子的方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

桂圆壳在吸附重金属离子中的应用。

其中，所属的重金属离子选自铅离子、汞离子、镉离子或铬离子。

其中，所述的重金属离子以硝酸盐、氯化盐或硫酸盐形式存在。

本发明的另一个目的是提供一种使用桂圆壳吸附重金属离子的方法，其特征在于，将桂圆壳用去离子水洗涤，干燥，粉碎后加入重金属离子溶液中。

其中，将桂圆壳加入重金属离子溶液后，保持溶液温度为10～50℃。

其中，重金属离子初始浓度范围为20～600mg/L。

其中，桂圆壳与重金属离子的重量比大于1。

其中，将桂圆壳加入重金属离子溶液后，吸附3分钟以上。

本发明所述的桂圆壳吸附重金属离子的方法，采用静态吸附法(或称批次法)，具体步骤如下：

使用桂圆壳吸附重金属离子后，过滤，滤液中残留的重金属离子浓度采用EDTA络合滴定法，然后按照(1)式计算吸附剂的吸附容量，按照(2)式计算汞离子的吸附率。