[发明专利]一种改性芦竹的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种改性芦竹的制备方法及其应用。

背景技术

随着经济的快速发展，废水的大量排放，水源和土壤中的重金属离子积累加剧，重金属污染越来越严重。重金属离子由于其不易降解性和毒害性，被定为水体污染物，同时，它也会造成土壤污染。

近年来常出现重金属污染影响居民健康甚至死亡的问题，大部分是由于企业排放的污水中的重金属没有经过处理直接排入附近的河流、土壤，一方面废水中的重金属能被土壤作物吸收，并且性质稳定，很难降解；另一方面它又能抑制作物生长发育，使得农作物早衰、减产甚至死亡。重金属废水及其化合物能在植物体内以及水生生物体内富集，并通过饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用，最终对人体健康造成严重危害。因此处理水中的重金属离子，使污水排放达到国家标准，对人们的健康至关重要。

目前传统的治理重金属污染废水的方法有氢氧化物沉淀法、还原沉淀法、电化学法、离子交换法，这些方法不同程度的存在着投资成本高、操作困难、能源消耗大、容易产生二次污染等问题。特别是在处理含量低的重金属离子废水时，其操作费用和原材料成本相对过高。同时目前正在采用农业废弃物吸附剂来治理重金属污染废水，农业废弃物中含有丰富的纤维素，对重金属离子具有一定的吸附性，其吸附效率取决于农业废弃物的亲和力、特异性和物理化学性质，大量研究证实了农业废弃物处理重金属离子的性能。但由于吸附性官能团含量较少，吸附能力并不强。通过化学改性来增加吸附金属离子能力强的活性基团，才能使其成为良好的吸附材料。

传统的农业废弃物的改性方法为碱水解改性、酸水解改性、接枝共聚、醚化以及酯化作用等，这些改性方法存在对芦竹新功能基团的生成影响较小，吸附率不高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性芦竹的制备方法及其应用，旨在解决处理含量低的重金属离子废水时，操作费用和原材料成本相对过高以及传统的改性对芦竹新功能基团的生成影响较小，吸附率不高和传统的氢氧化物沉淀法、还原沉淀法、电化学法、离子交换法废气处理投资成本高、操作困难、能源消耗大、容易产生二次污染等问题。

本发明实施例是这样实现的，一种改性芦竹的制备方法，该改性芦竹的制备方法包括以下步骤：

步骤一：用自来水冲洗采集的芦竹，除去灰尘和溶于水的杂质，再用蒸馏水冲洗3次，芦竹截成小段，置于真空干燥箱100℃烘干至恒重；

步骤二：取出芦竹冷却处理，用粉碎机粉碎，过50目筛后制得的粉末转移到250mL的碘量瓶中盖好盖，放入干燥器中备用；

步骤三：称取5.0g芦竹粉末到干燥洁净的三口烧瓶中，加入100mL浓度为0.02mol/L的KMnO₄，放于电热套中；

步骤四：搅拌并加热到100℃回流30分钟，进行冷却；

步骤五：冷却后过滤，用蒸馏水将芦竹洗净，放于真空干燥箱中烘干备用。

进一步，在步骤三中称取0.3163g KMnO₄于100mL容量瓶中定容待用。

进一步，根据芦竹的制备方法处理40g芦竹备用。

进一步，该制备方法的改性芦竹在处理含铜废水的应用。

本发明的另一目的在于提供一种改性芦竹在处理含铜废水的应用，该改性芦竹在处理含铜废水的应用包括以下步骤：

步骤一：准确移取七份含Cu²⁺的废水溶液在振荡时间、吸附温度、pH值、初始浓度相同情况下，分别加入不同改性吸附剂，研究吸附剂投加量的影响；

步骤二：准确移取十份含Cu²⁺的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、pH值、初始浓度相同情况下，在不同的振荡时间下振荡，研究振荡时间的影响，对吸附的动力学过程进行研究；

步骤三：准确移取八份含Cu²⁺的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、振荡时间、初始浓度相同情况下，调节溶液为不同的pH值，研究pH值的影响；

步骤四：准确移取五份含Cu²⁺的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、振荡时间、pH值相同情况下，调节溶液初始浓度为不同值，研究初始浓度的影响，对吸附过程进行热力学研究；

步骤五：在不同温度下进行步骤四，研究温度对吸附效果的影响。