[发明专利]一种水体中Pb2+

说明书

本发明涉及一种水体中Pb²⁺吸附材料的应用与制备方法，该吸附材料以农业固体废弃物为原料，通过热解、模板剂反应和羟基磷灰石改性后制得的，该吸附材料对水体中的Pb²⁺具有较高的去除能力。本方法既实现了对农业固体废弃物的资源化利用，又达到了以废治污的目的。本发明的材料来源丰富，制备工艺简单可行，对水体中的Pb²⁺去除效果显著，没有二次污染，且制备和吸附成本较低，具有较好的应用价值。

技术领域

本发明涉及水体中Pb²⁺的吸附材料的应用与制备方法，具体涉及一种羟基磷灰石改性的介孔二氧化硅吸附材料、制备方法及其在对水体中Pb²⁺的去除应用，属于农业固体废弃物的资源化和环保吸附材料制备技术领域。

背景技术

随着我国农业集约化的迅速发展，产生大量的农业固体废弃物，尤其是作为主要粮食作物水稻的副产品—稻壳。稻壳是稻谷加工过程中数量最大的副产品，通常占稻谷籽粒质量的20％左右。稻壳的主要成分为纤维素(34％-42％)、木质素(21％-26％)、半纤维素(16％-22％)、二氧化硅(10％-21％)四种物质，以及少量的粗脂肪和粗蛋白质等。稻壳燃烧得到稻壳灰，其二氧化硅含量高达86.9％-97.3％。因稻壳表面坚硬，且消化能、代谢能及可消化蛋白都为负值，使其难以作为饲料被禽畜消化，也难以被微生物分解。同时，由于稻壳中富含硅和木质素，不易吸水，作为肥料施加到田间也不易腐烂。因此，开展稻壳资源综合利用的研究，不仅使环境污染问题得以解决，而且使自然资源得到充分利用。

随着工业化进程的不断推进，我国工业废水的排放量也在逐年增加，一些重金属离子会随着工业废水的排放而进入水系统中。水体中重金属离子的量超过一定阈值后，会对人类健康产生严重的威胁。如何消除重金属的危害并有效的回收废水中的重金属，也是当前水体环境保护需要解决的问题。

处理水体中重金属污染的方法，已经有了很多的研究。其中，吸附法具有成本低廉，操作简单，可循环使用等诸多优点，是处理重金属水体污染中最为常用的有效方法之一。然而常用的这些普通吸附材料存在吸附能力低、原材料昂贵和制备方法繁琐等缺点，造成处理成本的增加和时间的浪费。

因此，找到一种合适的利用农业固体废弃物制备新型吸附材料的工艺，并将该工艺制备的吸附材料应用于重金属污染水体的治理，实现对农业固体废弃物的无害化、资源化利用；从而达到减轻环境压力、改善生态环境的目的。

关于利用农业固体废弃物制备磁性吸附材料也有诸多专利文件报道，例如：中国专利文献CN104815615A给出了一种新型稻壳基改性炭硅复合吸附剂的制备方法，以稻壳为原材料分别制备脱硅活性炭和稻壳硅胶，但是由于没有经过改性，这种复合吸附材料对重金属的吸附能力不足。中国专利文献CN108855006A提供了一种重金属吸附剂的制备方法，将以硝酸、烷基磺酸钠、聚乙烯醇和正硅酸乙酯为原材料制备的介孔二氧化硅配合纳米羟基磷灰石和硅酸钙等，作为吸附重金属的吸附剂，但是该材料原材料和制备方法复杂，提高了修复剂成本和引入二次污染的风险，且羟基磷灰石与二氧化硅为简单的物理混合，对重金属的吸附效率也不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料的制备与应用。

本发明涉及将农业废弃物和模板剂热解反应得到孔隙分布均匀的介孔二氧化硅材料；并首次公开了羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料的制备方法，通过改性反应，使羟基磷灰石生成于介孔二氧化硅的表面和孔隙内，空隙内的羟基磷灰石呈纳米级，提高了羟基磷灰石与二氧化硅的结合能力；羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料对二价阳离子具备更高的吸附能力，通过资源化利用农业固体废弃物，投资成本低，本发明涉及的羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料对水体中Pb²⁺的去除效果显著。

本发明的技术方案如下：

羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料在吸附水体Pb²⁺中的应用。