【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境材料制备，具体涉及一种牡蛎壳/碳微球复合吸附材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、各种污染物对水资源的污染是当今全球性的环境问题。其中染料是传播最广且最常见的污染物之一。含有染料的废水成分复杂、排放量大，并且大多数染料具有复杂的芳香结构，极易溶于水，通常很难被直接分离或降解。除染料外，重金属离子造成的环境污染也是严峻问题。重金属进入环境后不能被生物降解，而往往是参与食物链循环并最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动危害健康。利用吸附剂进行废水处理，具有操作简单、适应范围广、处理效果好、可重复使用等优点，能够有效解决污染物处理、转移、浓缩及环境修复等问题。
2、碳微球是一种新型碳材料，呈球形结构，形貌规整，比表面积高，具有导电导热性能可调、形貌结构易于修饰、化学性质稳定等优点。由于其独特的结构优势，使其在环境吸附、电池电极、催化等领域具有广阔的应用前景。但是，传统单一的炭微球吸附剂性能不佳，对污染物的吸附量多在1000mg/g以下，且其容易发生团聚，稳定性差。此外由于其不具备良好的吸附结构通道，也容易造成孔隙堵塞等问题，限制了其吸附性能及大规模商业化应用。因此，有必要开发有效的多孔基体，来实现碳微球的负载，同时制备出更加高效、低成本、稳定性更好的复合吸附剂材料，实现对水体中污染物处理及修复具有重要的科学意义和价值。
3、近年来，生物废料等绿色环保型吸附材料引起了广泛的关注。牡蛎壳类物质由于其丰富的孔结构，被广泛应用在水处理领域。牡蛎壳本身无毒且不溶于水，含大量的孔隙，使牡蛎壳具有
技术实现思路
1、本专利技术的目的是利用煅烧牡蛎壳的天然负载功能，克服现有碳微球吸附材料制备工艺的缺点与不足，提供一种牡蛎壳/碳微球复合高效吸附材料的制备方法，使碳在牡蛎壳表面生长、成球，并与牡蛎壳结合，从而保证使用寿命及循环稳定性。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、牡蛎壳/碳微球复合吸附材料的制备方法，依次包括以下步骤：
4、（1）将天然牡蛎壳洗净，用质量分数3%～5%的稀盐酸浸泡6h～12h，再用质量分数3%～5%naoh溶液浸泡6h～12h，之后用去离子水清洗并搅拌，去除残留酸碱物质，在50℃～90℃下烘干。将烘干后的牡蛎壳用研磨机破碎，磨成粉末，过筛至120目以下，备用；
5、（2）将壳聚糖与醋酸按质量比1：1～3：1混合，并加入壳聚糖质量30～35倍的去离子水和壳聚糖质量0.5～1倍的步骤（1）的牡蛎壳粉末，搅拌混合均匀后，得到壳聚糖和牡蛎壳粉末混合液；
6、（3）取壳聚糖质量37～43倍的油相溶液和壳聚糖质量2～3倍的乳化剂混合均匀，得到混合液；将步骤（2）中的混合物通过滴管滴加至此油相混合液中，在400rpm～800rpm转速下搅拌20min～60min。之后滴加5ml～10ml质量分数为10%～15%的交联剂，在40℃～50℃下继续搅拌0.5h～1.5h，得到牡蛎壳基壳聚糖微球溶液；
7、（4）将上述所得微球溶液用丙酮、异丙醇清洗，并在2000rpm～4000rpm转速下离心5min～10min，放入真空干燥箱中以50℃～70℃干燥6h～12h，得到牡蛎壳基壳聚糖微球复合材料；
8、（5）将步骤（4）得到的产物在通保护气体的管式炉中以1℃/min～5℃/min的升温速率加热至500℃～900℃反应0.5h～4h。即可得到牡蛎壳碳微球复合材料，用于各种污染物的高效吸附。
9、优选地，步骤（3）所述的油相溶液为矿物油或硅油；所述的乳化剂为司盘80、司盘60或吐温80；所述交联剂为戊二醛或乙二醛。
10、步骤（5）所述保护气体为氮气或氩气。
11、上述方法制备的牡蛎壳/碳微球复合材料可作为结晶紫染料的吸附剂，饱和吸附量范围为1000mg/g~3000mg/g。
12、上述方法制备的牡蛎壳/碳微球复合材料可作为孔雀石绿染料的吸附剂，饱和吸附量范围为400mg/g~1600mg/g。
13、上述方法制备的牡蛎壳/碳微球复合材料可作为铜离子的吸附剂，饱和吸附量范围为100mg/g~400mg/g。
14、本专利技术的有益效果在于：本专利技术实现了碳微球在牡蛎壳表面的负载，煅烧后的牡蛎壳作为多孔基体能够起到分散作用，解决了传统单一碳微球吸附剂易团聚、稳定性差等问题，从而保证了复合材料的有效性以及循环寿命。同时两者具有协同作用，该复合材料对水体中结晶紫、孔雀石绿等染料及铜等重金属离子具有很高的吸附能力。该材料将废弃牡蛎壳重新回收再利用，制备工艺简单、价格低廉、来源广泛，能够有效解决污染物处理及环境修复问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种牡蛎壳/碳微球复合吸附材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，壳聚糖与醋酸的质量比为1：1～3：1，壳聚糖、去离子水和牡蛎壳粉末的质量比为1：30～35：0.5～1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，壳聚糖、油相、乳化剂和交联剂的质量比为1：37～43：2～3：0.1-0.15。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的油相为矿物油或硅油；乳化剂为司盘80，司盘60、吐温80中的一种；交联剂为戊二醛或乙二醛。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（5）中，保护气体为惰性气体，升温速率为1℃/min～5℃/min。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的方法制得的牡蛎壳/碳微球复合吸附材料。
7.一种如权利要求1-5任一项所述的方法制得的牡蛎壳/碳微球复合吸附材料应用于去除水体中有机染料及重金属离子。
【技术特征摘要】
1.一种牡蛎壳/碳微球复合吸附材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，壳聚糖与醋酸的质量比为1：1～3：1，壳聚糖、去离子水和牡蛎壳粉末的质量比为1：30～35：0.5～1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，壳聚糖、油相、乳化剂和交联剂的质量比为1：37～43：2～3：0.1-0.15。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：...
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