[发明专利]一种以蚕沙为原料的复合吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以蚕沙为原料的复合吸附剂及其制备方法，属于吸附净化剂技术领域。

背景技术

吸附法处理污水是利用多孔固体吸附剂将污水中的一种或多种物质吸附在固体表面而除去，是当今最重要的水处理方法之一，被人们广泛应用于各种废水处理中。利用吸附法去除水中污染物具有效率高、速度快、适应性强和易操作等优点。另外，由于吸附剂均不溶于水，吸附只发生在固体表面，没有进一步发生化学反应，因此一般不会引入新的化学物质到所处理的水中。目前常用的吸附材料有如下几种：活性炭吸附剂、矿物吸附剂、煤及煤渣吸附剂、离子交换树脂吸附剂等等。

吸附剂一般有以下特点：大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应；制造方便，容易再生；有良好的机械强度等。吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附剂，极性和非极性吸附剂等。

优良吸附剂应具有的特性主要是单位质量吸附剂具有较大的表面积，对吸附质具有较大的吸附能力(即平衡吸附量大)，并且具有良好的选择性，即能优先吸附混合物中某些组分。此外，还要求容易再生(即平衡吸附量对温度或压力的变化敏感)，具有足够的强度和耐磨性等。

活性炭作为常用的多孔惰性吸附剂，是吸附杂质的环保产品，但是，在活性炭生产过程中用到一些中间试剂，如酸，在实际应用中，特别是食品用或者医疗用，如果某些参数超标，会造成危害。

蚕沙是蚕食桑后排泄出来的粪便。蚕沙组分包括：粗蛋白质占16.7％、粗脂肪占3.7％、粗纤维占19％、可溶性无氮物占45％、灰分占15.6％。而目前，蚕沙主要被用于肥料和饲料，对蚕沙内的营养物质提取还存在成本高、操作复杂等问题。因此，蚕沙大多被作为废物处理。

综上所述，有必要研发一种有效利用蚕沙产生吸附剂的方法，既能缓解环境压力，又可以极大的利用资源。

发明内容

为解决现有吸附剂生产成本高、添加化学试剂等问题，本发明提供一种以蚕沙为原料的复合吸附剂及其制备方法，以获得无污染、效率高、适应性强、可降解的吸附剂。

本发明通过如下技术方案实现：一种以蚕沙为原料的复合吸附剂，由下列质量百分比的原料组成：

蚕沙          45～65％

生物质原料    25～35％

金属氧化物    10～25％。

所述生物质原料为秸秆、树枝、树叶、杂草、紫茎泽兰、核桃壳中的一种或几种。

所述金属氧化物为Al₂O₃或Fe₂O₃。

本发明的另一个目的在于提供一种以蚕沙为原料的复合吸附剂的制备方法，经过下列各步骤：

(1)按下列质量百分比的原料备料：

蚕沙          45～65％

生物质原料    25～35％

金属氧化物    10～25％；

(2)先将蚕沙进行粉碎，再置于500～800℃下进行常规热解干馏，得到干馏气体和剩余物；

(3)将步骤(2)的干馏气体经冷凝后得到提取液；

(4)将步骤(1)所备生物质原料于300～600℃下进行常规热解干馏，收集残渣；

(5)将步骤(4)所得残渣、步骤(2)所得剩余物与步骤(3)所得提取液进行搅拌混合，再与步骤(1)的金属氧化物混合，得到混合物；

(6)将步骤(5)的混合物进行造粒，再通入保护气体并在微波下以500～650℃加热20～40min，然后冷却至室温，即得到复合吸附剂。

所述步骤(6)的保护气体为氩气。

本发明以蚕沙和生物质原料为主要原料制备复合吸附剂，将蚕沙进行热解干馏是使蚕沙中粗纤维成分解离、松散，冷凝收集提取液是为了改变相对饱和度，增加吸附剂的表面活性；生物质原料经热解干馏是使所得残渣炭化，并加大了残渣的蓬松度和孔隙率；再经微波加热处理是利用微波的穿透性加热使混合物产生更密集的孔隙，且增强了混合物的紧密度，利于吸附剂的反复使用。