[发明专利]一种棉花秸秆吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保新型产品的开发与应用领域，涉及一种处理重金属废水的棉花秸秆吸附材料及制备方法，在环境保护领域具有广泛的应用前景。

背景技术

随着电镀、印染、制革等工业活动越来越广泛，给我们生活带来许多便利的同时，也将产生大量的重金属污染，重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属很难在环境中降解。这些重金属废水进入环境或生态系统后，可通过食物链进行转移、积累、放大，对人类和生物造成极大的危害。

目前常用来处理含重金属废水的方法有还原沉淀法、钡盐法、电解还原法等，这些方法存在试剂量大、处理成本高、易造成二次污染等问题，相比之下，吸附处理方法具有成本低廉、不易造成二次污染等优点，是一种具有发展前景的废水重金属处理方法。

我国作为一个农业大国，农作物秸秆产量很大，但在农作物秸秆综合利用方面，其大部分被焚烧或废弃，既浪费资源又污染环境。棉花秸秆中含有丰富的纤维素，纤维素链中的葡萄糖基环上的羟基可以进行酯化，酶化和共聚反应，因此可将棉花秸秆通过酯化、醚化或螯合等反应引入具有酸性、碱性或螯合性质的基团，改性制备成一种低成本的的重金属吸附材料，棉花秸秆吸附材料将大大提高棉花秸秆的利用效率，并具有以下优点：一是反应流程简捷、耗时短；二是原料丰富、价格低廉；三是对环境友好。

发明内容

本发明的目的是提供一种棉花秸秆吸附材料及其制备方法。该方法制备的吸附材料成本低廉、吸附量大、且不易造成二次污染。

为实现这一目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

采用天然棉花秸秆作为纤维素的来源，通过酶化、酯化改性制备一种低成本吸附材料。

一种棉花秸秆吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

⑴ 选用成熟的棉花秸秆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干；

⑵ 将烘干或晒干的棉花秸秆磨成粉，并过70目筛，收集粉末；

⑶ 将收集的粉末浸泡在去离子水中，加入活化好的0.01-0.05mol/L的淀粉酶，在35-50℃条件下反应1-2小时；

⑷ 加入0.05-0.1mol/L的NaOH溶液，反应30-60分钟，再用稀HCl溶液中和；

⑸ 将⑷中所得液体过滤，再晾干；

⑹ 将⑸中所过滤晾干得到的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀，重新浸泡在去离子水中，在50℃条件下反应5-10小时；之后用去离子水或用95%的酒精清洗3-4次除去残留的离子液，洗净后在50℃的条件下烘干即得一种棉花秸秆吸附材料。

本发明具有下列优点和特性；

⑴ 与现有技术相比，采用酶降解的方式，将棉花秸秆中的淀粉进行酶解，过程简单高效，不破坏棉花秸秆的羟基和酚基官能团，保证有效吸附成分的含量；

⑵ 相对于传统的吸附剂，这种具有方法简单，成本低廉，环境友好等优点；

⑶ 这种吸附剂吸附效果优异，是一种优良的吸附重金属的吸附材料，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

实施例一：

选用成熟的棉花秸秆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干；将烘干或晒干的棉花秸秆磨成粉，并过70目筛，收集粉末；称取所得粉末50g浸泡在去离子水中，加入活化好的0.01mol/L淀粉酶溶液2mL，在35-50℃条件下反应1小时，然后加入10mL 的0.05mol/L NaOH溶液，反应50分钟，再用HCl溶液中和，把中和所得液体过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新浸泡在去离子水中，在50℃条件下反应6小时，之后用去离子水清洗2-3次除去残留的离子液，再用95%的酒精清洗1-2次，洗净后放入50℃的电热恒温干燥箱中烘干即得棉花秸秆吸附材料。

实施例二：

选用成熟的棉花秸秆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干；将烘干或晒干的棉花秸秆磨成粉，并过70目筛，收集粉末；称取所得粉末50g浸泡在去离子水中，加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液2mL，在35-50℃条件下反应2小时，然后加入10mL 的0.1mol/L NaOH溶液，反应50分钟，再用HCl溶液中和。把中和所得液体过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新浸泡在去离子水中，在50℃条件下反应8小时，之后用去离子水清洗2-3次除去残留的离子液，再用95%的酒精清洗1-2次，洗净后放入50℃的电热恒温干燥箱中烘干即得棉花秸秆吸附材料。

实施例三：

选用成熟的棉花秸秆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干，将烘干或晒干的棉花秸秆磨成粉，并过70目筛，收集粉末；称取所得粉末100kg打入3吨卫生储罐，并往罐中注入适量去离子水，加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液2L，在50℃条件下反应2小时，然后加入5L的 0.1mol/L NaOH溶液，反应1小时，再用HCl溶液中和，将中和所得液体用板框压缩机过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新打入3吨卫生罐中，并注入去离子水，保持在50℃条件下反应8小时，之后用去离子水清洗3-4次除去残留的离子液，洗净后在50℃的温度下， 干燥烘干即得棉花秸秆吸附材料。