[发明专利]基于园林废弃物的吸附剂制备方法及其应用

说明书

基于园林废弃物的吸附剂制备方法及其应用，它要解决现有生物炭基吸附剂对水中有机污染物和重金属去除效果不好的问题。制备方法：一、对园林废弃物进行超声清洗和烘干；二、园林废弃物浸入醋酸锌种子液中浸泡处理，通入氮气保持无氧条件进行烧制；三、将锌种子层/生物炭复合材料浸入生长液中反应，得到ZnO/生物炭复合材料；四、向壳聚糖溶液中加入氧化石墨烯和ZnO/生物炭复合材料，再加入凝结剂后放置，然后进行真空冷冻干燥。本发明基于园林废弃物的吸附剂能够处理多种有机污染物和重金属污染物，对有机污染物双酚A或者硝基酚的降解率能达到60％～75％，对铅或者镉的去除率为60％～72％。

技术领域

本发明涉及复合吸附剂的制备方法及在水处理中的应用。

背景技术

工业活动每年释放大约300～400百万吨重金属和有机污染物到全球水体中，严重破坏水体环境的同时，还会通过食物链对人类造成严重威胁。工业“三废”排放，造成工矿区周围土壤和水体重金属过量累积，并且土壤中所含的重金属经过雨水淋洗、冲刷，最终也会进入地表水或地下水，使水体受到重金属污染。

对重金属和/或有机污染物污染的水体，现已有多种处理方式，例如吸附法、生物法、电化学法、高级氧化法和光催化法等。其中吸附法是指利用多孔性的固体吸附剂吸附水中污染物，其具有多样性、高效、易于处理、可重复利用等特点。生物炭主要是指生物质如木材、农作物废弃物、植物组织等在缺氧况下进行热解而得到的产物。生物炭已经成为目前净化水源、改良土壤、吸附重金属最为主要的物质之一。

光催化法是指污染物在光照下，通过催化剂实现分解。由于光催化反应条件温和、能量消耗低、能矿化绝大多数的有机物、减少二次污染以及利用太阳光作为光源等突出优点，因此它在有机污染物处理中具有其它传统技术所无法比拟的优势。

由于不同的有机污染物处理方法具有各自的优点和缺点，在实际应用过程中，单独一种处理方法往往难以满足实际需求。于是，选择两种或若干种方法技术联合使用，发挥各自的优点，甚至不同方法之间产生协同作用，可以避免某些不利因素，从而大大提高了有机污染物处理的效率和效果。而现有固体吸附剂对水体中有机污染物和重金属难以同时达到较好的去除效果。

发明内容

本发明要解决现有生物炭基吸附剂对水中有机污染物和重金属去除效果不好的问题，而提供一种基于园林废弃物的吸附剂制备方法及其应用。

本发明基于园林废弃物的吸附剂制备方法按照以下步骤实现：

一、对园林废弃物进行超声清洗和烘干，得到烘干后的园林废弃物；

二、将醋酸锌加入到无水乙醇中，得到醋酸锌种子液，园林废弃物浸入醋酸锌种子液中浸泡处理，取出烘干后放入真空管式炉内，通入氮气保持无(限)氧条件进行烧制，得到锌种子层/生物炭复合材料；

三、将锌种子层/生物炭复合材料浸入到温度为70～85℃的生长液中反应3～4小时，烘干后得到ZnO/生物炭复合材料；

四、向壳聚糖溶液中加入氧化石墨烯和ZnO/生物炭复合材料，再加入凝结剂，室温下放置处理，用蒸馏水清洗后洗涤，然后进行真空冷冻干燥，得到基于园林废弃物的吸附剂；

其中步骤三中所述的生长液为含有锌盐和HMT(六次亚甲基四胺)的水溶液。

本发明将基于园林废弃物的吸附剂是在光催化条件下作为吸附剂应用于水处理中。

通过本发明基于园林废弃物的吸附剂制备方法得到壳聚糖/生物炭复合材料，同时在生物炭表面负载有ZnO光催化材料。首先在园林废弃物表面制备锌种子层，经过烧制得到生物炭材料，然后再将生物炭浸泡于生长液中反应，使ZnO在生物炭表面生长，最后通过与壳聚糖复合形成吸附剂。