一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法，该方法通过将杏壳活性炭在柠檬酸溶液中浸泡、干燥后，制得被柠檬酸改性的杏壳活性炭；本发明专利技术的制备方法简单，成本较低，制备出的杏壳活性炭脱除含铅离子溶液的效果比被现有技术中的被酸或碱改性的活性炭脱除能力强。另外现有的改性方法中，化学沉淀法条件严格，必须严格控制pH值，本发明专利技术与之相比条件较为宽松，易达到、易实施；离子交换法成本较高，本发明专利技术大大降低了成本；气浮法占地面积大，仅适用于处理浓度较低的含铅废水，本发明专利技术不仅占地面积小，而且适用于各种浓度的含铅废水的处理；且本发明专利技术比常见的酸、碱改性活性炭效率更高。

Preparation of a Modified Activated Carbon for the Treatment of Lead Ions in Wastewater

The invention discloses a preparation method of modified activated carbon for treating lead ion in wastewater. The apricot shell activated carbon modified by citric acid is prepared by soaking and drying apricot shell activated carbon in citric acid solution. The preparation method of the invention is simple and low cost, and the effect of the apricot shell activated carbon prepared by the method is better than that of the apricot shell activated carbon modified by acid or alkali in the prior art. Modified activated carbon has strong removal ability. In addition, among the existing modification methods, the chemical precipitation method has strict conditions and must strictly control the pH value. Compared with the chemical precipitation method, the present invention has loose conditions, easy to achieve and easy to implement; the ion exchange method has higher cost, and the present invention greatly reduces the cost; the air flotation method covers a large area and is only suitable for treating low concentration lead-containing wastewater, and the present invention not only covers a small area, but also is applicable to various kinds of wastewater. The invention has higher efficiency than common acid and alkali modified activated carbon.

【技术实现步骤摘要】
一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法
本专利技术属于处理含铅废水领域，主要涉及一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法。
技术介绍
铅及含铅化合物是污染物名单中的有毒化学物质之一，在工业电镀、油漆、塑料燃烧的烟气、汽车尾气中都含有大量的铅，对环境以及生命体危害极大，铅离子容易在动植物体内累积，具有很高的毒性，对人体健康和动植物生长都有较严重的影响，已被视为一种致癌物质。铅的主要毒性是会导致贫血、导致生殖系统损伤以及肾损伤。因此如何更加有效的去除废水中的铅离子，减少对环境污染，保护我们生存环境是一个亟待解决的问题。目前处理含铅废水的方法有：化学沉淀法、离子交换法和电渗析法等。化学沉淀法是目前应用最广泛的含铅废水处理技术，通过投加碱液或硫化物，生成难溶的氢氧化铅或硫化铅沉淀。但是铅为两性金属，采用化学沉淀法控制条件较为严格。离子交换法处理含铅废水，去除率高，出水水质好，但仅能处理离子态的铅或铅化合物且处理成本较高。活性炭(AC)具有独特的孔结构和表面化学，是一种高效吸附剂，对各类无机、有机物均具有较好的吸附效果，但是由于活性炭是不可再生资源，且品种少、技术含量低，所以制约了我国活性炭行业的进一步发展与应用。为了提高其吸附能力，采用酸化、碱化处理等方法对活性炭进行了表面化学改性，可以扩大活性炭的适用范围、降低使用成本、提高利用率。但是针对去除铅离子的活性炭并无具体的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法。该方法通过柠檬酸对活性炭进行改性，提高了被改性的活性炭吸附废水中铅离子的浓度。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法，包括以下步骤，将预处理后的5.0g的活性炭浸泡在质量浓度为10％的柠檬酸溶液中，浸泡后取出，通过去离子水反复冲洗活性炭至冲洗液的pH值为中性后抽滤，将抽滤得到的活性炭干燥，干燥后制得被柠檬酸改性的活性炭，为处理废水中铅离子的改性活性炭。本专利技术的进一步改进在于：优选的，预处理的活性炭的制备方法包括以下步骤：通过去离子水洗涤市购的活性炭若干次，至活性炭与去离子水出现分层现象；取出活性炭，将活性炭第一次干燥后，粉碎、研磨、过筛，将过筛的活性炭用去离子水清洗后，取出活性炭第二次干燥，制得预处理的活性炭。优选的，活性炭第一次干燥和第二次干燥的干燥温度均为70℃，干燥时间均为12h。优选的，活性炭的过筛标准为60目。优选的，活性炭选用杏壳活性炭。优选的，10％的柠檬酸溶液的制备过程为将2.1042g柠檬酸颗粒与去离子水混合，配制质量浓度为10％的柠檬酸溶液。优选的，活性炭在10％的柠檬酸溶液中的浸泡时间为4h。优选的，抽滤后的活性炭的干燥温度为70℃，干燥时间为12h。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开了一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法，该方法通过将杏壳活性炭在柠檬酸溶液中浸泡、干燥后，制得被柠檬酸改性的杏壳活性炭；本专利技术的制备方法简单，成本较低，制备出的杏壳活性炭脱除含铅离子溶液的效果比被现有技术中的被酸或碱改性的活性炭脱除能力强。另外现有的改性方法中，化学沉淀法条件严格，必须严格控制PH值，本专利技术与之相比条件较为宽松，易达到、易实施；离子交换法成本较高，本专利技术大大降低了成本；气浮法占地面积大，仅适用于处理浓度较低的含铅废水，本专利技术不仅占地面积小，而且适用于各种浓度的含铅废水的处理；且本专利技术制得的活性炭比常见的酸、碱改性活性炭效率更高。【附图说明】图1为本专利技术的未改性的杏壳活性炭的SEM图；图2为本专利技术的被柠檬酸改性的杏壳活性炭的SEM图；图3为本专利技术的被HNO3改性的杏壳活性炭的SEM图；图4为本专利技术的被NaOH改性的杏壳活性炭的SEM图；图5为本专利技术的被KOH改性的杏壳活性炭的SEM图；图6为通过原子吸收分光度火焰法测定出的标准曲线。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：实施例1(1)预处理活性炭：通过去离子水洗涤市购活性炭数次，至活性炭与去离子水有分层现象停止清洗，去除分层的去离子水，将活性炭在70℃恒温干燥箱中干燥12h取出研磨成粉，经60目筛子筛选，将小于60目的活性炭用大量水冲洗除杂。最后，将处理好的活性炭在70℃恒温干燥箱内烘烤干燥12h，放在干燥烧瓶中备用，活性炭选用为杏壳活性炭，记为GAC。图1为未改性的杏壳活性炭的SEM图，从图中可以看出，未改性的活性炭有许多椭圆形的小孔，表面比较光滑。(2)制备改性剂称取2.1042g柠檬酸颗粒与去离子水混合，配制质量浓度为10％的C6H8O7·H2O溶液，记为10％C6H8O7·H2O；(3)改性活性碳：将步骤(1)中经过预处理的5.0g的活性炭浸泡在步骤(2)中制备的10％的C6H8O7·H2O溶液中，浸泡4h后取出，通过去离子水反复冲洗至冲洗液的pH值为中性后抽滤，将抽滤得到的活性炭在干燥器中，于70℃烘干12h后在干燥器中保存，记为10％C6H8O7·H2O·GAC。图2为被柠檬酸改性后的10％C6H8O7·H2O·GAC的SEM图，从图中可以看出，被改性后的活性炭表面变得粗糙，孔径变大，微孔结构明显增多，空隙分布均匀。对比例110％HNO3·GAC(1)预处理活性炭：该步骤与实施例1中活性炭的预处理步骤相同；(2)制备改性剂，称取31.16ml的65％～68％的浓硝酸与去离子水混合，配置质量浓度为10％的HNO3溶液，记为10％HNO3。(3)改性活性炭将步骤(1)中经过预处理的5.0g的活性炭浸泡在步骤(2)中制备的10％的HNO3溶液中，在75℃水浴中加热2h后取出活性炭，通过去离子水反复冲洗至冲洗液的pH值为中性后抽滤，将抽滤得到的活性炭放置在干燥器中，于70℃烘干12h后在干燥器中保存，记为10％HNO3·GAC。图3为10％HNO3·GAC的SEM图，从图中可以看出，相对于未改性的活性炭，被HNO3改性的活性炭，微孔结构增加，但是微孔的密度不如实施例1中被柠檬酸改性后的活性炭。对比例210％NaOH·GAC(1)预处理活性炭：该步骤与实施例1中活性炭的预处理步骤相同；(2)制备改性剂，称取11.2g的NaOH固体与去离子水混合，配置质量浓度为10％的NaOH溶液，记为10％NaOH。(3)改性活性炭将步骤(1)中经过预处理的5.0g的活性炭浸泡在步骤(2)中制备的10％的NaOH溶液中，浸泡2h后取出，通过去离子水反复冲洗至冲洗液的pH值为中性后抽滤，将抽滤得到的活性炭放置在干燥器中，于70℃烘干24h后在干燥器中保存，记为10％NaOH·GAC。图4为被NaOH改性后的活性炭的SEM图，从图中可以看出，被改性的活性炭的孔隙不如被柠檬酸或HNO3改性后的活性炭表面均匀，为大孔中附着有小孔。对比例3制备10％KOH·GAC(1)预处理活性炭：该步骤与实施例1中活性炭的预处理步骤相同；(2)制备改性剂，称取11.2g的KOH固体与去离子水混合，配置质量浓度为10％的KOH溶液，记为10％KOH。(3)改性活性炭将步骤(1)中经过预处理的5.0g的活性炭浸泡在步骤(2)中制备的10％的KOH溶液中，浸泡2h后取出，通过去离子水反复冲洗至冲洗液的p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，将预处理后的5.0g的活性炭浸泡在质量浓度为10％的柠檬酸溶液中，浸泡后取出，通过去离子水反复冲洗活性炭至冲洗液的pH值为中性后抽滤，将抽滤得到的活性炭干燥，干燥后制得被柠檬酸改性的活性炭，为处理废水中铅离子的改性活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，将预处理后的5.0g的活性炭浸泡在质量浓度为10％的柠檬酸溶液中，浸泡后取出，通过去离子水反复冲洗活性炭至冲洗液的pH值为中性后抽滤，将抽滤得到的活性炭干燥，干燥后制得被柠檬酸改性的活性炭，为处理废水中铅离子的改性活性炭。2.根据权利要求1所述的一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法，其特征在于，预处理的活性炭的制备方法包括以下步骤：通过去离子水洗涤市购的活性炭若干次，至活性炭与去离子水出现分层现象；取出活性炭，将活性炭第一次干燥后，粉碎、研磨、过筛，将过筛的活性炭用去离子水清洗后，取出活性炭第二次干燥，制得预处理的活性炭。3.根据权利要求2所述的一种处理废水中铅离子的改性活性炭的制备方法，其特征在于，活性炭第一次干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋小利，任鑫，高立国，王丹，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61