[发明专利]一种改性花生壳Pb(II)吸附剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及改性花生壳Pb(II)吸附剂及其制备方法，属于重金属废水处理技术领域，特别是一种以花生壳为原料经过改性制备而成的用于吸附废水中Pb(II)的吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

Pb是环境中重要的污染金属之一，其污染来源较为广泛，人为污染主要有电厂排放、煤炭燃烧、冶金、煤矿业和交通排放等。Pb污染不仅有损于人体健康，还会影响儿童的智力成长，高含量的Pb会导致人体急性中毒。有研究表明，成人平均摄入0.3-0.6mg的Pb，就有10%左右的剩余含量残留于体内，严重损害肾脏、肝脏、生殖系统、细胞再生和大脑功能，因此，如何有效地去除重金属Pb的污染，尤其是废水中的Pb，是人们非常关心的话题。

去除水体中重金属的传统方法有：化学沉淀法、离子交换法、膜处理法、电解法等。但这些方法在处理低浓度重金属废水时，暴露出诸多缺点，如：成本高，工艺复杂，操作繁琐等。生物吸附作为一种高效、廉价的吸附方法，可有效的弥补传统吸附方式的缺陷，已逐渐应用于低浓度重金属废水的处理中。

生物吸附，是指重金属与生物质材料的被动结合，以去除水体中重金属的过程。生物吸附以其高效廉价的特点，引起了研究学者的广泛兴趣，而绿藻、蔗渣、枫树木屑、葡萄茎、橘子皮和咖啡渣等生物质材料也被做为金属吸附材料用于研究中。如中国专利申请号201010301107.1 公开了一种用天然柿子粉制备重金属离子吸附剂的方法，该技术是通过天然柿子粉在酸性条件下与丙酮交联缩合制得生物吸附剂。但该方法所用原料来源有限，成本较高，不易收集，难于实际应用。

我国作为农业大国，花生的产量约占全世界的1/3，但花生壳作为农副产品，常常不能被好好利用，而导致资源的极大浪费。花生壳中含有大量纤维素、半纤维素和木质素等，自身就有一定吸附重金属的能力，因此，用花生壳作为吸附材料，不仅可以节约废水处理成本，还能达到以废治废的目的。但用未经处理的花生壳粉处理重金属废水，出水有一定色度，易造成二次污染，且吸附率较低。

花生壳中含大量纤维素，而现今，改性纤维素类吸附剂也已成为重要的研究方向之一，因此，利用一定的试剂对花生壳中的纤维素进行改性，就可提高废水中重金属的去除效率。如，中国专利201210006790.5用环氧氯丙烷、N，N-二甲基甲酰胺和三乙烯四胺将花生壳改性用于阴离子尤其是Cr(VI) 离子吸附，中国专利201210006309.2用高锰酸钾将花生壳改性用于低浓度Cd(II)离子的吸附。目前对于用乙二胺制备改性花生壳吸附剂去除水中Pb(II)离子的技术未见报道。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中花生壳资源化利用不充分，及花生壳改性作为Pb(II)离子吸附剂的技术不足，本发明提供了一种改性花生壳Pb(II)吸附剂及其制备方法和应用，本发明制备的改性花生壳Pb (II)吸附剂能充分吸附废水中Pb (II)。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种改性花生壳Pb(II)吸附剂的制备方法，其步骤为：

A) 将花生壳洗净并晾干后，于50-70℃烘箱中烘干，再用粉碎机打碎过70-90目筛；

B) 将步骤A) 过筛后的花生壳粉末经质量百分比为15-20%的NaOH溶液浸泡24-72h以去除浮色和杂质，再水洗至中性，于50-70℃烘箱中烘干，得丝光花生壳粉末；

C) 将步骤B) 的丝光花生壳粉末、环氧氯丙烷、乙醇和质量百分比为2-15%的NaOH溶液混合后，于40-60℃的条件下反应4-6h，过滤后水洗，再于50-70℃烘箱内烘干，得环氧基纤维素醚中间体，其中：丝光花生壳粉末g与环氧氯丙烷ml、丝光花生壳粉末g与乙醇ml、丝光花生壳粉末g与NaOH溶液ml的比例分别为1:2-4、1:2-4、1:8-12；

D) 取步骤C) 中的环氧基纤维素醚中间体与乙二胺、水、NaCO₃、乙醇在50-70℃的条件下反应2-3小时，过滤，水洗至中性，于50-70℃烘箱内烘干，得改性花生壳Pb(II)吸附剂，其中：环氧基纤维素醚中间体g与乙二胺ml、环氧基纤维素醚中间体g与水ml、环氧基纤维素醚中间体g与乙醇ml的比例分别为1:1.5-3、1:20-30、1:4-6，环氧基纤维素醚中间体与NaCO₃的质量比为1:0.08-0.25。

优选地，步骤A) 中，洗净的花生壳置于65℃烘箱中烘干，过筛目数为80 目。