[发明专利]玉米芯改性磁性重金属吸附材料的制备与去除水中重金属的方法

说明书

本发明公开了一种玉米芯改性去除重金属的磁性材料制备与水中重金属的去除方法，通过对农业废弃物玉米芯进行物理化学改性制备成磁性重金属吸附剂，对污(废)水中重金属具有较高的去除能力，实现了农业废弃物资源化利用，以废治污的目的，同时克服了常规吸附材料应用后难以去除的困难。该发明原材料来源丰富，方法简单可行，对水中重金属去除效果显著且稳定，且制备和吸附成本低廉，具有较好的应用价值。

技术领域

本发明属于含重金属污(废)水净化领域，具体而言，涉及一种玉米芯改性去除重金属的磁性材料制备与水中重金属的去除方法。

背景技术

随着工业社会的快速发展，材料加工、化学化工生产、金属矿业生产与开发和日常生产生活过程中含重金属废水的排放量越来越大，环境污染日益严重，人类健康受到了严重的威胁。如何消除重金属的危害并有效地回收废水中的重金属，这是当今环境保护工作中面临的一个非常突出，而且急需要解决的问题。

玉米芯作为农业生产过程中的废弃物，量大且普遍存在，农场或农户一般将其作为燃料焚烧或者丢弃掉，无论是哪种方式都会对环境造成污染。若将其加以回收，开发成为环境净化材料，则实现了农业废弃物资源化利用，以废治污的目的。目前。以玉米芯作为原料来开发吸附剂处理重金属废水的技术已有人研究，名称为《一种玉米芯改性材料及其制备方法和应用》，公开号为CN104874361A的专利文件中，公开了利用玉米芯作为重金属离子吸附剂的制备方法，该方法将玉米芯粉经氢氧化钠溶液和硝酸溶液的预处理浸泡后再放入水中浸泡，然后加入引发剂反应一定时间后进行纯化得到玉米芯改性材料，对废水中的Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺离子虽然有一定的吸附性能，但是存在吸附效率低，吸附剂难以回收等不足。CN105854834A公开了一种改性玉米芯吸附剂的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米芯干燥，粉碎，得到玉米芯粉；2)将玉米芯粉和硅酸溶液混合，同时通入氮气直至排除体系中的氧气，搅拌0.5～1h，然后将温度降至30℃以下，加入硝酸铈铵和丙烯酸甲酯进行接枝共聚反应1～2h，加入对苯二酚中止反应，过滤，将滤饼用丙酮洗涤，干燥，即为接枝共聚物；3)向干燥的接枝共聚物中加入氢氧化钠溶液，在60～70℃、超声波5万～10万Hz、200～500MPa下进行皂化处理10～15h，冷却，调节pH至6～7，过滤，将滤饼用丙酮洗涤，干燥，即为改性玉米芯吸附剂。然而，该方法需要接枝共聚反应和行皂化处理，制备方法繁琐，不利于大规模低成本生产吸附剂。

本发明采用易于获取的农业废弃物玉米芯作为原料，通过对其进行物理化学改性，获得了对含Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Cr²⁺、Zn²⁺等重金属离子具有优良的去除能力的磁性吸附材料，达到了废弃物资源化利用，以废治污的目的，降低了水处理费用，同时克服了吸附材料回收困难难题，另外废水处理过程无二次污染风险，符合以废治废的环保理念，具有良好的社会效益与环境效益。

发明内容

针对目前重金属污染废水处理的材料的缺陷和不足，本发明的目的在于利用易于收集的农业废弃物玉米芯为原料，通过物理化学改性，其对Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Cr²⁺、Zn²⁺等重金属离子均具有较高的去除效率，去除率可达98％以上，同时去除废水中重金属离子后吸附材料回收方便，并可有效地回收废水中的重金属。

为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究并不懈努力，最终获得了如下技术方案：一种玉米芯改性磁性重金属吸附材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将玉米芯清洗，烘干，粉碎，过60～80目筛，备用；