[发明专利]桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于废物资源化利用和水处理技术领域，涉及一种桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法，特别利用桉树废弃物作为主要材料，经过工艺控制，研究了桉树-氯化钙复合吸附剂的最佳制备方法。

背景技术

重金属是一种可在生物体内蓄积的有毒元素，随着工业的发展，重金属污染受到广泛重视，重金属进入环境后会在生物链中累积和富集，且不能被生物降解，可长期潜伏在环境中，并伴随食物链进入人体严重危害生命健康。目前去除水中重金属的方法主要有：膜分离法、化学沉淀法、离子交换树脂法、电解法、微生物法和吸附法，其中吸附法由于其具有不产生二次污染，可再生回收等优点而备受重视。目前，最常用的吸附剂有活性炭和改性纤维素等，但是大多吸附剂因成本高或是生产工艺复杂而限制其应用。

活性炭是用以含碳为主的物质作为原料，经过高温炭化或者活化之后形成的。经过一系列的工序处理后，在活性炭的碳晶格间就会形成很多形状与大小不同的发达细孔，而吸附作用则主要发生在这些细孔表面上。重金属离子在活性炭表面的吸附位为活性炭表面的阳离子，金属离子通过取代活性炭表面的阳离子而发生吸附，所以通过将金属阳离子Ca²⁺负载到活性炭表面，可以提高活性炭的吸附性能。而且氯化钙是一种化学吸附剂，可以吸附氨气等污染物，为解决其吸氨过程中的膨胀结块和性能衰减，可以以氯化钙和桉树木屑为原料，利用炭化造孔的方法制备复合吸附剂。

目前，国内外的研究者们已研究了许多以农林废弃物（如杉树、椰子壳等植物壳）为原料制备的活性炭。木质材料通过炭化可形成具有多孔结构的炭材料，该材料经过特殊表面处理即可具有很强吸附活性，可应用于水体净化，改善居住环境，电磁波屏蔽等环境保护等领域。

桉树生长速度快、木材密度高，是世界三大速生树种之一。截至2010年，广西种植桉树的面积已高达2400万亩，木材来源非常大。目前对桉树的利用主要集中在制纸浆、造纤维和胶合板上，且主要利用桉树主干材，对桉树根部以及分枝以上部分通常丢弃或作为柴火，这些部分作为可再生性废弃物资源，如果处理不当，不仅会造成资源浪费，更会形成污染，给环境保护带来压力，不利于生态环境的可持续发展。另外，桉树木材具有不同尺度范围的有序多孔的特殊解剖结构，纹孔膜和纹孔塞的存在，使得纹孔不是一种天然的开孔，通过适宜温度的浸渍处理可以方便地将木材中导管孔的浸填体组织去除，大幅度增加桉树木材内部结构的三维网络连通性，同时提高产物的网络连通性，利于制备木屑氯化钙复合多孔吸附材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种以桉树、氯化钙为原料，制备桉树-氯化钙复合吸附剂的方法，通过人工控制制备工艺，合成具有选择性吸附性能的复合重金属吸附剂，对其进行物相与结构、成分组成以及形貌特征实验表征，并应用于水环境有毒重金属Cr元素的吸附处理实验，是一种廉价和环境友好材料，为桉树木材利用提供一种新方法、新途径。

具体步骤为：

（1）将桉树原料清洗、干燥、粉碎过30目筛备用。

（2）按桉树粉末:CaCl₂的质量比为1:(2-4)分别称取步骤（1）所得的桉树粉末和CaCl₂放于容器中，按1g桉树粉末加10mL去离子水的比例加入去离子水，搅拌混匀，将混匀的料液置于80℃的恒温振荡器浸渍4-7小时，振速为120-180r·min^-1。

（3）将步骤（2）所得产物在80℃烘干8-12小时，放入马弗炉中，从室温升至500-700℃，升温速率为10℃·min^-1，恒温40-80分钟。

（4）将步骤（3）所得产物用体积百分比为10%的盐酸浸泡12-14小时；再用去离子水洗涤直至洗涤液pH为6-8。

（5）将步骤（4）所得产物放到110℃的电热鼓风干燥箱中烘8-12小时至恒重，再放到干燥器中冷却，冷却后粉碎过100目筛，即得到桉树-氯化钙复合吸附剂，存放于干燥皿中，以进行产品性能分析。

本发明工艺简单易行，制备过程费用低廉，由于利用桉树木材为主要原材料，材料易得，经过工艺控制，大大提高了吸附材料对重金属的吸附性能，所得的产品可广泛应用于重金属污染水处理中。

附图说明

图1为本发明实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的红外光谱图（FI-IR）。

图2为本发明实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的X射线衍射图（XRD）。