The invention discloses a porous heavy metal adsorbent and preparation method based on biomass carbon. The porous material is composed of active component and carrier, in which the active component is divided into biomass carbon and hydroxyapatite, and the carrier is used as the structural assistant with kaolin. The main preparation processes include slurry preparation, slurry foaming, gelatinization, slurry injection molding, embryo body demoulding and embryo drying. The characteristics of this method are as follows: biomass carbon is used as the active component, and the inorganic compound is used as the carrier. The porous adsorbents can not only recycle waste but also remove heavy metals and have the characteristics of easy recovery, which is beneficial to the recycling of adsorbents. Its rich porous structure reduces mass transfer resistance, promotes the adsorption capacity and adsorption efficiency of heavy metals, and has good application prospects and environmental effects.
【技术实现步骤摘要】
一种基于生物质炭的多孔重金属吸附剂及其制备方法
本专利技术属于污废水和自然水体吸附除重金属领域,具体涉及一种将除重金属生物质炭成型为轻质高孔隙率的多孔材料的方法。
技术介绍
工业的发展与进步使得工业废气、废水的排放破坏了正常的生态环境,尤其是重金属的排放对人类的健康造成了严重的威胁。重金属对水体的毒害作用非常大,而铅是一种对环境和人体都非常有害的重金属。近年来随着人类活动以及工业的发展使得铅污染日趋严重,而当排放到环境中的铅含量超出了环境可接受的正常范围,会导致环境质量恶化,并对人类造成危害。血铅的正常浓度范围为0.483~1.45umol/L,当血铅浓度达到2.72~3.84umol/L时,即可发生铅中毒。目前水体中重金属的去除方法主要有:化学沉淀法、电絮凝法、离子交换法、膜分离法和吸附法。化学沉淀法需要消耗大量的化学药品,成本高昂,易造成二次污染且产生大量难于处理的污泥而产生的沉淀物必须严格地处置,否则可能会给环境带来二次污染。电絮凝法工艺技术能耗较高,对进水的pH值条件要求高。离子交换法和膜分离法中离子交换剂容易受到污染或者由于氧化作用而失效,操作费用高。膜过滤和反渗透法由于操作成本高且易产生膜污染等问题而被限制。吸附法是利用吸附剂通过物理吸附、化学吸附和交换吸附将吸附质从水体中去除的方法。吸附法具有高效、简便、选择性好等优点。生物质炭是以废弃生物质作为原料,通过热解技术在厌氧或限氧环境下制备得到的一类稳定的、高度芳香化的多孔状富碳固型材料。由于其较发达的孔隙结构以及表面大量的官能团和负电荷使其对重金属离子有较强的吸附和固定能力。生物质炭虽具有好的除 ...
【技术保护点】
一种基于生物质炭的多孔重金属吸附剂及制备方法,其特征在于是基于生物质炭的多孔块状材料,包括以下步骤:1)配制粉料:将生物质炭、高岭土、羟基磷灰石按一定的比例混合;2)配制凝胶液:凝胶液以水作为分散相,其中丙烯酰胺的质量浓度为1~30wt%;N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺的质量浓度为0.1~5 wt%;3)制备浆料:将步骤1)的粉料与步骤2)凝胶液混合,放入球磨混料罐中,使用球磨机研磨制浆1~5h;4)浆料发泡:将步骤3)得到的浆料取出,加入表面活性剂,再用机械搅拌器快速搅拌发泡;5)凝胶化反应:当步骤4)进行到一定程度,即浆料已经膨胀到合适的体积,在搅拌的条件下,逐滴加入N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺,加入量为总体积的2%~50%,然后再加入一定浓度的过硫酸盐水溶液作为引发剂引发凝胶化反应;6)浆料注模和胚体脱模:步骤5)完成后,迅速将步骤5)得到的已发泡浆料注入模具中,等待浆料凝胶化完成后,用清水洗去多余浆料,实现成型的胚体与模具的脱离;7)胚体干燥:采用冷冻干燥法实现对胚体的干燥。
【技术特征摘要】
1.一种基于生物质炭的多孔重金属吸附剂及制备方法,其特征在于是基于生物质炭的多孔块状材料,包括以下步骤:1)配制粉料:将生物质炭、高岭土、羟基磷灰石按一定的比例混合;2)配制凝胶液:凝胶液以水作为分散相,其中丙烯酰胺的质量浓度为1~30wt%;N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的质量浓度为0.1~5wt%;3)制备浆料:将步骤1)的粉料与步骤2)凝胶液混合,放入球磨混料罐中,使用球磨机研磨制浆1~5h;4)浆料发泡:将步骤3)得到的浆料取出,加入表面活性剂,再用机械搅拌器快速搅拌发泡;5)凝胶化反应:当步骤4)进行到一定程度,即浆料已经膨胀到合适的体积,在搅拌的条件下,逐滴加入N,N,N’,N’-四甲基乙二胺,加入量为总体积的2%~50%,然后再加入一定浓度的过硫酸盐水溶液作为引发剂引发凝胶化反应;6)浆料注模和胚体脱模:步骤5)完成后,迅速将步骤5)得到的已发泡浆料注入模具中,等待浆料凝胶化完成后,用清水洗去多余浆料,实现成型的胚体与模具的脱离;7)胚体干燥:采用冷冻干燥法实现对胚体的干燥。2.根据权利要求书1所述的一种基于生物质炭的多孔重金属吸附剂及制备方法,其特征在于:步骤1配制粉料时,具体配方为生物质炭的质量百分比为10%~90%,羟基磷灰石的质量百分比为1%~20%,高岭土的质量百分比为10%~50%。3.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:付明来,左玮琦,崔浩杰,
申请(专利权)人:中国科学院城市环境研究所,中国科学院大学,
类型:发明
国别省市:福建,35
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