桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法。（1）将桉树原料清洗、干燥、粉碎过30目筛。（2）按桉树粉末:CaCl2的质量比为1:(2~4)分别称取后放于容器中，按1g桉树粉末加10mL去离子水的比例加入去离子水，搅拌混匀后置于80℃的恒温振荡器浸渍4-7小时，振速为120-180r·min-1。（3）在80℃烘干8-12小时，放入500-700℃温度的马弗炉中，恒温40-80分钟。（4）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）将产物放到110℃的电热鼓风干燥箱中烘8-12小时至恒重，冷却后粉碎过100目筛，即得到桉树-氯化钙复合吸附剂。本发明工艺简单，费用低，原料丰富，经过工艺控制，大幅提高了吸附材料对重金属的吸附性能，能广泛应用于重金属污染水处理中。
【专利说明】桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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】
[0006] 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。
[0007] 具体步骤为： (1)将桉树原料清洗、干燥、粉碎过30目筛备用。
[0008] (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Ig桉树粉末加IOmL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°C的恒温振荡器浸渍4-7小时，振速为120_180r·min、
[0009] (3)将步骤（2)所得产物在80°C烘干8-12小时，放入马弗炉中，从室温升至 500-700°C，升温速率为KTC·min-1，恒温40-80分钟。
[0010] (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。
[0011] (5)将步骤（4)所得产物放到IKTC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。
[0012] 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 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)。
[0014] 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)。
[0015]图3为本发明实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的扫描电子显微镜镜检 图，al:桉树原料放大250倍扫描；a2 :桉树-氯化钙复合吸附剂放大250倍扫描；bl:桉树 原料放大1000倍扫描；b2 :桉树-氯化钙复合吸附剂放大1000倍扫描。
[0016] 图4为本发明不同pH值条件下，实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的对六 价铬吸附去除率变化图。
[0017] 图5为本发明不同初始浓度条件下，实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的 对六价铬吸附去除率变化图。
[0018] 图6为本发明不同投加量条件下，实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的对 六价铬吸附去除率变化图。
[0019] 图7为本发明不同吸附时间条件下，实施例3制得的桉树-氯化钙复合吸附剂的 对六价铬吸附去除率变化图。
【具体实施方式】
[0020] 实施例： 一、桉树-氯化钙复合吸附剂的制备： (1)将桉树原料清洗、干燥、粉碎过30目筛备用。
[0021] (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Ig桉树粉末加IOmL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°C的恒温振荡器浸渍5小时，振速为150r·min、
[0022] (3)将步骤（2)所得产物在80°C烘干10小时，放入马弗炉中，从室温升至 500-700°C(炭化温度)，升温速率为10°CIirT1,恒温40-80分钟(炭化时间）。
[0023] (4)将步骤（3)所得产物用体积百分比为10%的盐酸浸泡13小时；再用去离子水 洗涤直至洗涤液pH为7。
[0024] (5)将步骤（4)所得产物放到IKTC的电热鼓风干燥箱中烘10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。
[0025] 桉树-氯化钙复合吸附剂的物相与结构、成分组成以及形貌特征采用傅立叶变换 红外光谱仪（STA-449C，470FT-IR)、X射线衍射仪（XRD，D8ADVANCE)、扫描电子显微镜（SEM， JSM-6380LV)进行观察测试。
[0026] 各实施例的具体工艺条件与所得样品的得率、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和铬吸 附值见表1。
【权利要求】
1. 一种桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法，其特征在于具体步骤为： (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lg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°C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°C烘干8-12小时，放入马弗炉中，从室温升至500-700°C， 升温速率为l〇°C · 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°C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。
【文档编号】C02F1/62GK104275160SQ201410596290
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】陆燕勤, 何昭菊, 张华 , 朱丽 申请人:桂林理工大学