[发明专利]一种微波炭化柿皮生物吸附剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种微波炭化柿皮生物吸附剂及其制备方法和用途，所述生物吸附剂的原料是一种农业废弃物，原料几乎无成本，来源丰富，制备吸附剂成本低；制备得到的生物吸附剂用于去除废水中重金属离子，遵循了“资源·环境·循环·可持续发展”理念，实现“以废治废”的目的；制备方法简单易行、节能高效，条件容易控制，无废水、废气、废物产生，对设备要求不高，便于实现工业化应用；生物吸附剂对重金属离子的吸附能力及效率受环境温度及初始浓度影响较小，吸附过程不需要控温且对较大浓度范围内的离子都能高效吸附，适宜处理大体积低浓度重金属废水；其吸附后能用稀酸将重金属离子洗脱下来且浓缩程度高，吸附剂可再生利用，不会造成二次污染。

技术领域

本发明属于天然产物生物吸附剂领域，具体涉及一种微波炭化柿皮生物吸附剂及其制备方法和用途。

背景技术

现代工业的迅速发展产生了大量含重金属的废水，这些废水因其不可降解且易通过食物链在生物体内富集，对环境和人类生活构成了很大的威胁。铅、铜、镍等有毒有害的重金属通常来自电镀、电池加工回收、矿物开采和精炼等工业废水中。处理含重金属离子废水的方法较多，研究较多的主要有化学沉淀法、电化学法、离子交换法、溶剂萃取法、膜分离法等。虽然这些方法具有较高的处理效率，但是存在处理费用高、能耗较高、加入化学试剂产生大量污泥等缺点。

生物吸附是指通过生物体及其衍生材料对水中重金属离子的吸附作用而将重金属去除的方法，作为一种有效、低廉且简便易行的环境修复方法受到人们极大重视。常用的生物吸附剂有细菌、真菌、酵母、褐藻或某些天然高分子如纤维素、壳聚糖等，但其成本依然较高。

柿(Diospyros kaki Thunb.)原产于我国，具有2000余年的栽培历史，种质资源极为丰富。柿也是我国的大宗果品之一，2013年全国柿总产量位居主要果品第八位，目前在我国23个省、市、区均有广泛栽植，我国有广西、陕西、河北等十大产柿大省，每年收获的柿果大概有一半被加工成为柿饼。仅以2013年353.9万吨柿子计算，被用作加工原材料的就有176.9万吨，这一过程可生成柿皮17.7万吨。此前柿果加工企业产生的柿皮大多是被当作废弃物直接掩埋或者焚烧，这一举措不但不能使柿皮物尽其用，反而加剧了环境污染，提高了处理成本。因此，如能对相关废物加以利用，将其用于制备生物吸附剂，将有望对环境有双重优势，并且成本可能得到进一步较低。并且，还需要开发对某些金属离子具有良好选择性的生物吸附剂。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种微波炭化柿皮生物吸附剂，所述生物吸附剂含有交联固化的柿单宁，所述交联固化的柿单宁的质量百分比含量为2.0-15.0％。

根据本发明，所述生物吸附剂的比表面积为220-460m²/g。

根据本发明，所述生物吸附剂的孔体积(孔容)为0.200-0.380m³/g。

根据本发明，所述生物吸附剂红外吸收光谱特征峰有3417cm^-1，1604cm^-1和1196cm^-1。

优选地，所述生物吸附剂具有基本如图2所示的红外吸收光谱。

本发明还提供一种所述微波炭化柿皮生物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将柿皮与磷酸水溶液混合，得到混合物；

(2)将步骤(1)得到的混合物进行微波加热，制备得到生物吸附剂。

根据本发明，所述柿皮可以为任何形态，例如可以是柿皮粉、柿皮颗粒、柿皮碎片、柿皮碎块或它们中的两种或更多种的混合物。

根据本发明，所述柿皮可以在与磷酸水溶液混合之前还经过预处理。优选地，所述预处理可以包括如下步骤：

(1-1)将柿皮原料用水洗涤、干燥；