一种利用秸秆制备水处理材料的方法技术

本发明专利技术公开一种利用秸秆制备水处理材料的方法。依次包括如下步骤：按照每克铁镍水滑石对应0.1～0.2mmol十二烷基苯磺酸钠的量，将铁镍水滑石加入到十二烷基苯磺酸钠溶液中，得到十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末；将水稻秸秆粉末和十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末混匀，加入少量去离子水，调成糊状，加入1～2g氢氧化铝，继续混合均匀，用挤压造粒的方法制成直径为3～8mm的小球；将小球置于管式炉中，在氮气保护下，升温到350～580℃，加热4～8h，持续通入氮气，再升温到700～800℃，直至冷却到室温，即可得到一种利用秸秆制备的水处理材料。过程中还原生成部分单质铁，形成铁碳镍之间的原电池，大大提高污染处理效果。

【技术实现步骤摘要】
一种利用秸秆制备水处理材料的方法
本专利技术涉及环境污染控制新材料的开发，尤其涉及一种利用秸秆制备水处理材料的方法。
技术介绍
根据中国水利部发布的《地下水动态月报》里引用的数据，2103眼受测井中的地下水，有超过80％遭到工业与农业排出的地表水严重污染，使得这些井水不宜作为饮用水与生活用水。中国环境保护部在2011年发布了《全国地下水污染防治规划》，要在2020年之前遏止地下水污染趋势。该规划表示，中国地下水资源开发利用量自上世纪70年代的每年570亿立方米，增长到2009年的每年1100亿立方米，占全国总供水量的近五分之一；中国北部干旱地区则有三分之二的生活用水来自地下。水滑石类化合物(LDHs)是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物。水滑石化学结构通式为：[M2+1-xM3+x(OH)2]x+[(An-)x/n·mH2O]，其中M2+和M3+分别为位于主体层板上的二价和三价金属阳离子，如Mg2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Pd2+、Fe2+等二价阳离子和Al3+、Cr3+、Co3+、Fe3+等三价阳离子均可以形成水滑石；An–为层间阴离子，可以包括无机阴离子，有机阴离子，配合物阴离子、同多和杂多阴离子；x为M3+/(M2++M3+)的摩尔比值，大约是4:1到2:1；m为层间水分子的个数。其结构类似于水镁石Mg(OH)2，由八面体共用棱边而形成主体层板。位于层板上的二价金属阳离子M2+可以在一定的比例范围内被离子半价相近的三价金属阳离子M3+同晶取代，使得层板带正电荷，层间存在可以交换的的阴离子与层板上的正电荷平衡，使得LDHs的整体结构呈电中性。层间的阴离子可被交换，经过一系列改性，水滑石材料可以得到许多种性能各异的物质。中国的秸秆资源十分丰富,每年产生约有6～8亿吨秸秆，其中水稻秸秆的产量最多，而且这个数字正逐年增加。由于秸秆燃烧可能是造成空气污染的重要污染源,目前政府正严格控制秸秆焚烧的现象。虽然有研究表明作物秸秆还田可以提高土壤肥力同时还能减少空气污染，但从经济的角度讲，并不是最好的选择。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术中的不足，提供一种利用秸秆制备水处理材料的方法。本专利技术采用的技术方案是依次包括如下步骤：1)按照每克铁镍水滑石对应0.1～0.2mmol十二烷基苯磺酸钠的量，将过20-50目筛的铁镍水滑石加入到质量百分比浓度为0.1％～1％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在60～70℃恒温水浴中搅拌5～6h，老化12～24h，离心分离，去掉上清液，烘干研磨，得到十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末；2)将水稻秸秆粉末5～10g和十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末30～50g混匀，加入少量去离子水，调成糊状，加入1～2g氢氧化铝，继续混合均匀，用挤压造粒的方法制成直径为3～8mm的小球；3)将小球置于管式炉中，在氮气保护下，升温到350～580℃，加热4～8h，再升温到700～800℃，保持2～3h，持续通入氮气，直至冷却到室温，即可得到一种利用秸秆制备的水处理材料。本专利技术的优点是：该材料制备过程中利用铁镍水滑石的阴离子交换作用，将十二烷基苯磺酸跟交换到层间，再和水稻秸秆造粒，在低温下碳化，再在高温下利用碳和铁镍水滑石表面反应，还原生成部分单质铁。即可形成铁碳镍之间的原电池，秸秆所含有的钾离子可以在铁镍原电池之间传递电子，使反应速度加快，同时水稻秸秆形成的多孔材料也可以吸附各种污染物，大大提高污染处理效果。铁镍水滑石本身也具有很强的吸附能力。对污染物处理效果好。具体实施方式以下进一步提供本专利技术的3个实施例：实施例1按照每克铁镍水滑石对应0.2mmol十二烷基苯磺酸钠的量，将过50目筛的铁镍水滑石加入到质量百分比浓度为1％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在70℃恒温水浴中搅拌6h，老化24h，离心分离，去掉上清液，烘干研磨，得到十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末；将水稻秸秆粉末10g和十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末50g混匀，加入少量去离子水，调成糊状，加入2g氢氧化铝，继续混合均匀，用挤压造粒的方法制成直径为8mm的小球；将小球置于管式炉中，在氮气保护下，升温到580℃，加热8h，再升温到800℃，保持3h，持续通入氮气，直至冷却到室温，即可得到一种利用秸秆制备的水处理材料。将制得的水处理材料用于处理地下水：0.5g水处理材料加入到50mL地下水中，其中苯酚浓度为4.5mg/L，30转/分钟搅拌反应30min，苯酚的去除率为96.9％。实施例2按照每克铁镍水滑石对应0.1mmol十二烷基苯磺酸钠的量，将过20目筛的铁镍水滑石加入到质量百分比浓度为0.1％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在60℃恒温水浴中搅拌5h，老化12h，离心分离，去掉上清液，烘干研磨，得到十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末；将水稻秸秆粉末5g和十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末30g混匀，加入少量去离子水，调成糊状，加入1g氢氧化铝，继续混合均匀，用挤压造粒的方法制成直径为3mm的小球；将小球置于管式炉中，在氮气保护下，升温到350℃，加热4h，再升温到700℃，保持2h，持续通入氮气，直至冷却到室温，即可得到一种利用秸秆制备的水处理材料。将制得的水处理材料用于处理有机废水：0.5g水处理材料加入到50mL有机废水中，其中酸性大红浓度为15mg/L，30转/分钟搅拌反应30min，酸性大红的去除率为96.5％。实施例3按照每克铁镍水滑石对应0.1mmol十二烷基苯磺酸钠的量，将过50目筛的铁镍水滑石加入到质量百分比浓度为0.8％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在65℃恒温水浴中搅拌6h，老化24h，离心分离，去掉上清液，烘干研磨，得到十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末；将水稻秸秆粉末8g和十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末40g混匀，加入少量去离子水，调成糊状，加入2g氢氧化铝，继续混合均匀，用挤压造粒的方法制成直径为8mm的小球；将小球置于管式炉中，在氮气保护下，升温到450℃加热5h，再升温到750℃，保持3h，持续通入氮气，直至冷却到室温，即可得到一种利用秸秆制备的水处理材料。将制得的水处理材料用于处理地下水：0.5g水处理材料加入到50mL地下水中，其中甲苯浓度为1mg/L，30转/分钟搅拌反应30min，甲苯的去除率为99.1％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用秸秆制备水处理材料的方法，其特征是依次包括如下步骤：1)按照每克铁镍水滑石对应0.1～0.2mmol十二烷基苯磺酸钠的量，将过20‑50目筛的铁镍水滑石加入到质量百分比浓度为0.1％～1％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在60～70℃恒温水浴中搅拌5～6h，老化12～24h，离心分离，去掉上清液，烘干研磨，得到十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末；2)将水稻秸秆粉末5～10g和十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末30～50g混匀，加入少量去离子水，调成糊状，加入1～2g氢氧化铝，继续混合均匀，用挤压造粒的方法制成直径为3～8mm的小球；3)将小球置于管式炉中，在氮气保护下，升温到350～580℃，加热4～8h，再升温到700～800℃，保持2～3h，持续通入氮气，直至冷却到室温，即可得到一种利用秸秆制备的水处理材料。

【技术特征摘要】
1.一种利用秸秆制备水处理材料的方法，其特征是依次包括如下步骤：1)按照每克铁镍水滑石对应0.1～0.2mmol十二烷基苯磺酸钠的量，将过20-50目筛的铁镍水滑石加入到质量百分比浓度为0.1％～1％的十二烷基苯磺酸钠溶液中，在60～70℃恒温水浴中搅拌5～6h，老化12～24h，离心分离，去掉上清液，烘干研磨，得到十二烷基苯磺酸钠改性的铁镍水滑石粉末；2)将水稻...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏达，马建锋，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32