[发明专利]一种利用秸秆-膨润土制备的耐酸性吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种吸附剂领域，具体涉及一种利用秸秆-膨润土制备的耐酸性吸附剂及其制备方法。

背景技术

秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物质资源，其纤维素含量较高。天然纤维素既是一种可再生资源又是一种新型的吸附材料，它以天然纤维素为基体，有良好的亲水性和多孔结构，具有来源广泛、可再生、可降解、环境友好、价格低廉等多种优点。中国是农业大国，有丰富的秸秆资源，占世界秸秆资源的25%的左右，但是目前对其处置方式依然滞后，大量秸秆被废弃于田间或直接焚烧，这既造成大量的生物质能源的浪费，也给环境带来严重的污染。纳米二氧化钛作为一种友好型光催化剂，具有很好的氧化还原能力，因此在污水处理、空气净化等领域得到了广泛的应用。但是近年来利用各种载体固定纳米二氧化钛制成的吸附剂的光催化效果和回收利用率不高，本发明旨在制备出一种廉价、产率高、能耗少、吸附时间短、制备工艺简单的吸附剂，为吸附剂的发展奠定基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用秸秆-膨润土制备的耐酸性吸附剂及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种利用秸秆-膨润土制备的耐酸性吸附剂及其制备方法，由下列重量份的原料制成：秸秆90-100、碳酸氢氨0.4-1、钛酸正丁酯25-40、硼酸酯偶联剂0.1-0.5、聚乙二醇3-4、硝酸铁4-6、膨润土10-14、膨胀珍珠岩14-18、蒸馏水适量；

本发明所述一种利用秸秆-膨润土制备的耐酸性吸附剂及其制备方法，由以下具体步骤制成：

（1）将秸秆先用蒸馏水清洗干净，烘干粉碎至8-20目后加到0.3mol/l的盐酸溶液中浸渍，浸渍1-2天后用蒸馏水洗涤成中性后烘干，再将秸秆和碳酸氢氨混合加到马弗炉中以每分钟10～30°C的速度升温，升高温度至600-700°C，恒温保持60-80min，自然冷却至室温；

（2）将膨润土和膨胀珍珠岩在500-600°C下煅烧1小时，煅烧后加到硝酸铁溶液中浸泡3-5小时，烘干后和步骤（1）所得的炭化秸秆、硼酸酯偶联剂研磨分散均匀，再加入聚乙二醇、蒸馏水加热至50-60°C，形成浆料，喷雾干燥后备用；

（3）将钛酸正丁酯加到3-4倍量的无水乙醇中，搅拌均匀后加入步骤（2）所得的混合物，加速搅拌，搅拌的过程中缓慢加入75%的乙醇70-100ml，用硝酸调节PH至1-2，搅拌30min后，静置陈化1-2天，把溶胶放置在烘箱中于105°C干燥，干燥后研磨成粉末状，放入马弗炉中，于480-520°C下煅烧4-6h即可。

本发明的优点是：本发明利用废弃的秸秆制备生物质炭，实现了废物利用，制备的活性炭比表面积大，吸附效果好，并且利用硼酸酯偶联剂和其他具有吸附作用的材料研磨，增强了材料本身的物理吸附作用，且作为二氧化钛的载体，提高了二氧化钛的光催化活性，且回收利用方便，提高经济效益，本发明的原料廉价易得，添加的膨润土增强了吸附效果，且制成的吸附剂机械强度高，质量稳定，孔隙结构发达，比表面积增大，吸附速度快，应用前景广泛。

具体实施方式

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种利用秸秆-膨润土制备的耐酸性吸附剂及其制备方法，由下列重量份（公斤）的原料制成：秸秆100、碳酸氢氨0.6、钛酸正丁酯34、硼酸酯偶联剂0.2、聚乙二醇3、硝酸铁5、膨润土12、膨胀珍珠岩16、蒸馏水适量；

本发明所述一种利用秸秆-膨润土制备的耐酸性吸附剂及其制备方法，由以下具体步骤制成：

（1）将秸秆先用蒸馏水清洗干净，烘干粉碎至20目后加到0.3mol/l的盐酸溶液中浸渍，浸渍2天后用蒸馏水洗涤成中性后烘干，再将秸秆和碳酸氢氨混合加到马弗炉中以每分钟10～30°C的速度升温，升高温度至700°C，恒温保持80min，自然冷却至室温；

（2）将膨润土和膨胀珍珠岩在560°C下煅烧1小时，煅烧后加到硝酸铁溶液中浸泡4小时，烘干后和步骤（1）所得的炭化秸秆、硼酸酯偶联剂研磨分散均匀，再加入聚乙二醇、蒸馏水加热至60°C，形成浆料，喷雾干燥后备用；

（3）将钛酸正丁酯加到3倍量的无水乙醇中，搅拌均匀后加入步骤（2）所得的混合物，加速搅拌，搅拌的过程中缓慢加入75%的乙醇80ml，用硝酸调节PH至1-2，搅拌30min后，静置陈化2天，把溶胶放置在烘箱中于105°C干燥，干燥后研磨成粉末状，放入马弗炉中，于520°C下煅烧5h即可。

经测定，按本发明制备的吸附剂吸附容量为4.34mmol/g。