[发明专利]甲醛溶液改性李氏禾重金属吸附材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及重金属废水处理领域，特别是甲醛溶液改性李氏禾重金属吸附材料的制备方法。

背景技术

随着人类科学水平的提高，重金属污染废水治理技术不断得以开发，虽然重金属废水的处理方法很多，但根据处理方法原理的不同，大致可分为三种:化学法、物理化学法和生物法。化学法就是使水体中重金属离子通过发生化学反应除去的方法，包括化学沉淀法、氧化还原法和电解法等；物理化学法就是使水体中的重金属离子在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括离子交换法、吸附法、反渗透法、电渗析法和蒸发浓缩法等；生物法就是借助微生物或植物的絮凝、吸收、累积和富集等作用去除水体中重金属的方法，包括生物絮凝法、生物吸附法、植物整治等。

生物吸附法经过近二十年的研究，己被认为是一种简单、高效、易于管理与操作、投资费用少的新型处理技术。通过多种生物吸附剂对不同金属离子的吸附实验可知，多数生物吸附剂都有较高的吸附能力，能用于重金属离子的吸附。生物吸附的机理研究还很不完整，缺乏系统性，导致了高性能、高选择性吸附剂的开发与利用受到了阻碍。

本研究采用了较易获得的李氏禾作为原料，并对其进行改性制得了高效的生物吸附剂，用于吸附水溶液中的Cu²⁺。一方面，李氏禾来源广泛、成本低廉、效果显著、操作过程简单、且吸附过程不会产生二次污染；另一方面，吸附后的Cu²⁺易于解吸，可以进一步富集回收资源，实验了资源的循环利用。若能将李氏禾制作成生物炭对重金属进行吸附，不仅可以为重金属水处理提供吸附材料，而且可以为李氏禾的综合利用提供新思路。

发明内容

本发明公开一种甲醛溶液改性李氏禾重金属吸附材料的制备方法。

具体步骤为：

(1)采集李氏禾，然后用自来水冲洗3次，再用超纯水冲洗3次。

(2)将步骤(1)所得李氏禾放入牛皮档案袋中，置于80℃鼓风干燥箱中干燥24小时，然后用高速粉碎机粉碎，粉碎后过50目筛。

(3)将1g步骤(2)过筛后的李氏禾加入到100mL体积百分比含量为10％的甲醛溶液中，调节摇床恒温25℃转速为125r/min，反应12小时后，用去离子水洗涤至pH为中性，过滤得目标产物在60℃的干燥箱中干燥24小时，得到的甲醛溶液改性李氏禾重金属吸附材料。

本发明充分利用田间杂草李氏禾制备污染水体重金属吸附材料，以原始李氏禾作为吸附剂测定了不同浓度下的最大吸附量，发现Cu²⁺的去除率最高也只有57％，故需要对李氏禾进行改性以提高其吸附能力。对于不同浓度的Cu²⁺溶液，最适pH值为5，最佳吸附剂粒径为0.05mm，最适反应温度为20℃，吸附平衡时间为120min，但吸附剂用量随着初始浓度的不同而改变，当Cu²⁺与吸附剂的质量比在80-100mg/g范围内时，吸附剂用量最佳。同时，本发明方法所制备的吸附材料对重金属Cr(Ⅲ)、Pb、Zn、Mn、Ni、Cd也有较好的吸附效果。

附图说明

图1为本发明实施例pH对铜离子吸附的影响曲线图。

图2为本发明实施例吸附材料颗粒大小对铜离子吸附的影响曲线图。

图3为本发明实施例吸附材料用量对铜离子吸附的影响曲线图。

图4为本发明实施例吸附时间和初始浓度对铜离子吸附的影响曲线图。

图5为本发明实施例反应温度对铜离子吸附的影响曲线图。

具体实施方式

实施例：

一、甲醛溶液改性李氏禾重金属吸附材料的制备方法具体步骤为：

(1)采集李氏禾，然后用自来水冲洗3次，再用超纯水冲洗3次。

(2)将步骤(1)所得李氏禾放入牛皮档案袋中，置于80℃鼓风干燥箱中干燥24小时，然后用高速粉碎机粉碎，粉碎后过50目筛。

(3)将1g步骤(2)过筛后的李氏禾加入到100mL体积百分比含量为10％的甲醛溶液中，调节摇床恒温25℃转速为125r/min，反应12小时后，用去离子水洗涤至pH为中性，过滤得目标产物在60℃的干燥箱中干燥24小时，得到的甲醛溶液改性李氏禾重金属吸附材料。

二、原状李氏禾生物吸附实验：不同溶液浓度对吸附效果的影响：