[发明专利]一种去除溶液中铅的吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效去除溶液中铅的吸附材料及其制备方法，属于水污染治理技术领 域。

背景技术

水体是人类赖以生存的主要自然资源之一,又是人类生态环境的重要组成部分,对环 境具有一定的敏感性。由于人类活动的影响,进入水体环境中的污染物质越来越多,这些污 染物给环境和人体健康造成了许多问题。特别是随着采矿、冶炼、化工、电镀、电子、制 革等行业的发展,以及民用固体废弃物不合理填埋和堆放,重金属污染物事故性排放以及 大量化肥、农药的施用,使得各种重金属污染物进入水体。它们在水体中具有相当高的稳 定性和难降解性。重金属污染元素主要包括汞、镉、铅、铬及类金属元素砷等生物毒性显 著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等。重金属不能被微生物降解，可通过食物链在 动物、人体内积累，严重影响人体健康。重金属污染问题已经成为当今环境科学研究的重 要内容，特别是水体和土壤重金属污染问题受到越来越多的重视，因此探求重金属污染的 治理技术已经成为国内外研究的难点和热点领域。

生物炭具有致密的微孔结构和巨大的比表面积，吸附能力强，能吸附铅、铬、汞、镉、 铜、锌等重金属，它还具有生产成本低、生态安全、无污染、可大面积推广等显著特点。 这些显著特点，使其作为一种高效、廉价的吸附剂在治理水体和土壤重金属污染问题上发 挥着重大作用。吸附法作为一种水处理的深度处理工艺，已经普遍得到应用。影响吸附法 处理效果的一个重要因素就是使用的吸附材料。吸附材料的吸附容量、吸附速度等决定了 吸附法的效果。

我国东临太平洋,海域辽阔,内陆湖泊河流众多,盛产虾蟹,每年能捕捞到数百万吨虾 蟹。经加工或食用后,留下大量的虾壳,其壳中含有丰富的Ca、蛋白质、甲壳素等资源。虾 和螃蟹等甲壳类外壳中所含几丁质已被证实为一种很好的生物吸附材料,这些几丁质经化 学提炼后,对金属有很高的吸附效率,但其提炼过程复杂,价格不菲。因此,若能直接利用甲 壳类外壳作为吸附材料,将可以大大降低处理成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种高效去除溶液中铅的吸附材 料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种去除溶液中铅的吸附材料，其特征在于：原料为甲克类壳体，所述甲克类壳体在 550℃-650℃(优选600℃)下缺氧烧制1-3(优选2)小时，得去除溶液中铅的吸附材料。

在上述方案中优选的是，所述原料为小龙虾壳。

在上述任一方案中优选的是，550℃-650℃(优选600℃)下缺氧烧制后的产物经研磨， 取16-20目筛晒网的截留物，用去离子水冲洗至PH值恒定，于100℃-110℃(优选105℃) 烘箱内烘干，备用。

本发明还提供所述去除溶液中铅的吸附材料的制备方法，将所述甲克类壳体在 550℃-650℃(优选600℃)下缺氧烧制1-3(优选2)小时，得去除溶液中铅的吸附材料。

在上述方案中优选的是，550℃-650℃(优选600℃)下缺氧烧制后的产物经研磨，取 16-20目筛晒网的截留物，用去离子水冲洗至PH值恒定，于100℃-110℃(优选105℃) 烘箱内烘干，备用。

小龙虾壳原材料在高温热解条件下，由于其表面可挥发性物质(主要为有机质和水分) 的挥发，形成的气体在材料内部受热膨胀使得孔隙扩张，平均孔径增大，比表面积增大， 且表面带有-NHCOCH₃(乙酰胺基)官能团。分子长链上的每个葡萄糖单元C-2上所接的 基团所接的基团为-NHCOCH₃(乙酰胺基)的是甲壳素，甲壳素及其衍生物具有优良的透 气性、成膜性、吸湿性、降解性及活泼的反应性，从而形成了孔隙发达的多孔结构生物炭 吸附剂。

吸附剂制造过程中：从餐桌上直接回收未经自然风干的小龙虾壳生物炭产率为16.07％ 左右，自然风干后的小龙虾壳生物炭产率为39.73％左右，吸附剂比表面积及孔径见下表1。

表1：吸附剂比表面积及孔径