一种井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂及其制备方法和在吸附砷技术

本发明专利技术提供了一种井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂及其制备方法和在吸附砷

【技术实现步骤摘要】
一种井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂及其制备方法和在吸附砷、汞离子中的应用


[0001]本专利技术涉及水处理
，特别涉及一种井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂及其制备方法和在吸附砷
、
汞离子中的应用
。

技术介绍

[0002]由于现代工业发展迅猛，人类对重金属的开采
、
冶炼
、
加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅
、
汞
、
镉
、
铬等进入大气
、
水和土壤中，引起严重的环境污染
。
如汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度也有显著提高，损害了人体健康
。
又如电镀作为当今世界三大污染工业之一，每年排放约
4Gm3的废水，占到工业废水排放总量的
10
％
。
因废水成分复杂，治理难度大，治理成本常常很高，如何消除重金属的危害并有效地回收贵重金属是当今环境保护工作面临的突出问题
。
目前处理重金属废水的方法包括化学沉淀法
、
电化学法
、
物理吸附法
、
生物吸附法
、
离子交换法以及溶剂萃取法等
。
[0003]生物吸附法是指生物体借助化学作用吸附金属离子的方法，是一种新兴的废水处理技术，对重金属有很好的吸附作用，生物材料可以是微生物
、
藻类和农林废弃物，其中农林废弃物主要由纤维素r/>、
半纤维素和木质素组成，能提供羟基
、
羧基等活性基团与重金属结合，可作为重金属离子的高效吸附剂
。
我国作为农业大国，每年产生大量的农林废弃物，不仅浪费资源，同时也对环境造成负担，因此许多学者致力于应用农林废弃物研究废水中重金属的去除，以达到“以废治废”的目的
。
[0004]然而，利用农林废弃物原渣进行吸附吸附能力较低，且可溶性有机物质溶解会导致水中化学耗氧量增加等问题
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂及其制备方法和在吸附砷
、
汞离子中的应用
。
本专利技术提供的井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂对
As
3+
、Hg
2+
具有良好的吸附率
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将井冈蜜柚柚皮与水混合，进行煮沸和干燥，得到预处理生物质；
[0009]将所述预处理生物质与
Ca(OH)2溶液混合，进行碱处理，干燥后得到碱处理生物质；
[0010]对所述碱处理生物质进行粉碎和过筛，得到生物质粉末；
[0011]将所述生物质粉末与
KH2PO4溶液混合，进行活化处理，得到活化生物质粉末；
[0012]对所述活化生物质粉末加热炭化
、
洗涤和干燥，得到井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂；
[0013]所述加热炭化的温度为
250℃
或
500℃。
[0014]优选的，所述煮沸的时间为
10
～
30min。
[0015]优选的，所述
Ca(OH)2溶液的浓度为1％；
[0016]所述碱处理的温度为
25
～
45℃
，时间为
20
～
30h。
[0017]优选的，所述生物质粉末的粒径为
80
～
120
目
。
[0018]优选的，所述
KH2PO4溶液的质量浓度为
40
～
60
％；
[0019]所述活化的温度为
40
～
60℃
，时间为3～
5h。
[0020]优选的，所述炭化的时间为
2h。
[0021]本专利技术提供了上述制备方法制备得到的井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂
。
[0022]本专利技术提供了上述井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂在吸附水体中
As
3+
和
/
或
Hg
2+
中的应用
。
[0023]优选的，所述吸附的时间为
80
～
240min
；当吸附离子为
As
3+
时，所述水体的
pH
值为8～
10
；当吸附离子为
Hg
2+
时，所述水体的
pH
值为5～
10。
[0024]优选的，所述井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂在水体中的质量百分含量为
0.5
～1％
。
[0025]本专利技术提供了一种井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将井冈蜜柚柚皮与水混合，进行煮沸和干燥，得到预处理生物质；将所述预处理生物质与
Ca(OH)2溶液混合，进行碱处理，干燥后得到碱处理生物质；对所述碱处理生物质进行粉碎和过筛，得到生物质粉末；将所述生物质粉末与
KH2PO4溶液混合，进行活化处理，得到活化生物质粉末；对所述活化生物质粉末加热炭化
、
洗涤和干燥，得到井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂；所述加热炭化的温度为
250℃
或
500℃。
本专利技术先对柚皮进行煮沸，能够溶解掉一些可溶性物质，让生物质结构变得蓬松，孔隙变得更大，有利于增加生物炭吸附剂的比表面积；本专利技术使用
Ca(OH)2进行碱处理，一方面，氢氧根离子为阴性离子，便于后续吸附
As
3+
、Hg
2+
离子；另一方面，
Ca(OH)2成本低廉，来源广泛，有利于降低柚皮生物炭吸附剂的成本
。
本专利技术使用
KH2PO4溶液对生物质粉末进行活化改性，能够增加改性柚子皮的功能基团磷酸根离子，能够更好地吸附重金属阳离子；本专利技术采用
Ca(OH)2和
KH2PO4结合改性处理以及
250℃
或
500℃
加热炭化处理的方式，能够获得对
As
3+
、Hg
2+
具有良好的吸附率的柚皮生物炭吸附剂
。
实施例结果表明，本专利技术提供的井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂
CC250
当在溶液的
pH
为9，吸附浓度为
0.002
μ
g/mL
，吸附剂的质量为
0.14g
，吸附时间为
100min
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将井冈蜜柚柚皮与水混合，进行煮沸和干燥，得到预处理生物质；将所述预处理生物质与
Ca(OH)2溶液混合，进行碱处理，干燥后得到碱处理生物质；对所述碱处理生物质进行粉碎和过筛，得到生物质粉末；将所述生物质粉末与
KH2PO4溶液混合，进行活化处理，得到活化生物质粉末；对所述活化生物质粉末加热炭化
、
洗涤和干燥，得到井冈蜜柚柚皮生物炭吸附剂；所述加热炭化的温度为
250℃
或
500℃。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煮沸的时间为
10
～
30min。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述
Ca(OH)2溶液的浓度为1％；所述碱处理的温度为
25
～
45℃
，时间为
20
～
30h。4.
根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述生物质粉末的粒径为
80
～
120
目
。5.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述
KH2PO4溶液的质量浓度为

【专利技术属性】
技术研发人员：金元宝，李洁，彭卫福，唐红英，冯文文，郭琪，肖娜，周煌，刘育颖，
申请(专利权)人：九三学社吉安市委员会，
类型：发明
国别省市：