[发明专利]一种高效去除水体重金属镉的吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种高效去除水体重金属镉的吸附剂及其制备方法与应用，属于水处理技术领域。该方法包括如下步骤：收集新鲜鸡粪进行烘干处理；取烘干后的鸡粪进行限氧热解；限氧热解后再提高温度好氧热解，提取产物后进行研磨过筛即得吸附剂。本发明的吸附剂能快速高效地吸附重金属；具体体现为：在初始Cd²⁺浓度20、50和100mg/L条件下，吸附剂分别在反应时间40、50和80min内，最大去除率均能达到几乎100％；即使在初始Cd²⁺浓度高达350mg/L时，最大吸附量可达177.2mg/g。本发明具有吸附剂制作简单、快速高效、成本低廉等优点，提供鸡粪资源化利用的新途径，在重金属污染水体治理中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种去除废水中Cd²⁺的吸附剂，具体涉及一种高效去除水体重金属镉的吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着我国工业的飞速发展和农业生产的现代化，重金属对环境造成的污染日趋严重，越来越多的含重金属离子的工业废水不达标排放，对水体和土壤造成了严重污染，危害人体健康。针对水体重金属污染治理，目前采用的吸附剂主要有无机活性炭吸附剂和有机材料吸附剂，但是这些吸附剂存在制备工艺繁琐和成本高昂等问题，不宜大面积使用。因此，亟待寻找一种制备工艺简单、成本低廉且具有良好吸附性能的重金属吸附剂。

据统计，我国每年产生大约38亿吨畜禽粪便，这些大量的养殖废弃物没有得到有效处理和利用，成为农村环境治理的一大难题。常规的畜禽粪便中，鸡粪是一种比较优质的有机肥，但含有重金属和蛔虫卵等有害菌，若作为肥料直接使用容易污染水源，造成环境污染，不利于生态发展。传统的鸡粪处理方法采用自然风干和生物发酵。自然风干周期长且不卫生，存在传播疾病的隐患，无法满足现代社会的环保要求。生物发酵工艺需要经过预处理对鸡粪脱水后方可发酵，所需时间较长，由于鸡粪每天都会大量产生的，因此实用性不强。因此研发一种制备简单、原材料来源丰富、吸附性能优的吸附材料，在水体Cd²⁺污染治理方面具有重要的应用价值。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高效去除水体重金属镉的吸附剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的高效去除水体重金属镉的吸附剂。

本发明的再一目的在于提供上述高效去除水体重金属镉的吸附剂的应用。

所述吸附剂的原材料为鸡粪，具有数量丰富、价格低廉、每年可再生等特点。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种高效去除水体重金属镉的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)收集新鲜鸡粪进行烘干处理；

(2)取烘干后的鸡粪进行限氧热解；

(3)限氧热解后再提高温度好氧热解，提取产物后进行研磨过筛即得吸附剂，即高效去除水体重金属镉的吸附剂。

优选地，步骤(1)中所述的烘干处理的温度设置为70～100℃，时间为24～72h；优选的，温度设置为80℃，时间为48h。鸡粪原材料水分过高的话，就要相应地增加烘干时间。

优选的，所述的烘干后的鸡粪中含水量低于10％；

在优选的实施方式中，步骤(2)中所述的限氧热解的具体设置为：将烘干后的鸡粪放置于热解炉中，先通入10～20min氮气，以300～1000℃/h的升温速度升温至300～700℃，恒温炭化时间1～4h，冷却至室温再取出。

在具体的实施方式中，步骤(2)中所述的限氧热解的具体设置为：将烘干后的鸡粪放置于热解炉中，先通入10min氮气，以800℃/h的升温速度升温至600℃，恒温炭化时间2h，冷却至室温再取出。