一种生物质水处理环境功能材料的制备方法

1.本发明涉及水处理材料技术领域，具体为一种生物质水处理环境功能材料的制备方法。


背景技术：

2.生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。生物质属于可再生资源，数量巨大，种类繁多，常见的为木本和草本类植物，如农业加工剩余物，林业加工剩余物、水生植物、能源植物等，多数生物质都含有丰富的碳元素，是制备各种炭材料的廉价原料。
3.生物质在缺氧条件下高温裂解形成生物质炭，具有良好的吸附和催化性能，生物质活性炭是在碳化过程中或炭化后辅以物理或化学活化，则可以得到生物质活性炭，获得更发达的孔隙结构、比表面积，吸附能力也更强，在水污染物吸附领域有着广泛的应用。
4.但是现有的生物质材料在缺氧和少氧情况下虽然容易裂变为生物质炭对水污染进行吸附处理，但是生物质材料裂变后其自身对水环境的处理功能发生了变换，无法应用其自身的功能对水环境进行有机处理。
5.针对上述问题，特提出一种生物质水处理环境功能材料的制备方法。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物质水处理环境功能材料的制备方法，具备产生氧气维持自身稳定的等优点，解决了缺氧容易裂变的问题。
8.(二)技术方案
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物质水处理环境功能材料的制备方法，包括以下步骤：
10.s1、提取，将生物质材料粉碎后加入氢氧化钠稀溶液煮沸，之后过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣至中性，干燥后即得到纤维素，同步将等量的生物质材料粉碎后加入少许固体碳酸钠或碳酸钙和10毫升丙酮，迅速研磨成匀浆，再加15毫升丙酮充分研磨提取叶绿素，使纤维素和叶绿素的体积比为1：1；
11.s2、混合交联，将纤维素和叶绿素搅拌45-90min后，在混合物中加入二叔丁基过氧化物作为交联剂在75-105℃的水中水浴1-2h，且在水浴过程中每隔13min搅拌2min，水浴完成后将混合物冷却；
12.s3、偶联定型，将冷却后的混合物在偶联剂存在下与聚乙烯复合，形成绿色纤维-聚乙烯复合材料，将复合材料压缩成密度为1-1.5g/cm3的球体结构。
13.优选的，所述生物质材料为菠菜叶。
14.优选的，所述s1步骤中煮沸的具体过程为：将菠菜粉末添加到2％浓度的naoh内部
在100℃条件下煮沸100min，待溶液温度降至70～80℃时，加入浓度为5％的双氧水，继续加热0.5h，保持温度在70～80℃。
15.优选的，所述s1步骤中提取叶绿素的具体过程为：
16.1)、将新鲜菠菜叶片洗净擦干，去掉叶柄及中间脉络，剪碎置于研钵内，加入少许固体碳酸钠或碳酸钙和10毫升丙酮，迅速研磨成匀浆，再加15毫升丙酮充分研磨提取叶绿素；
17.2)、在玻璃漏斗底部垫一小团脱脂棉，将匀浆通过脱脂棉过滤到已装有15毫升石油醚的分液漏斗中，再用少量丙酮冲洗叶片残渣和研钵，合并滤液；
18.3)、沿分液漏斗的壁小心加入30毫升蒸馏水，轻轻转动加入4
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8毫升饱和氯化钠水溶液，静止几分钟待分层清楚后，弃去下面的丙酮一水层，再加入30毫升蒸馏水，轻轻晃动分液漏斗，以洗去石油醚中残留的丙酮，弃去水层，共洗两次。将含色素的石油醚提取液放入具塞锥形瓶中，置暗处或用黑纸包好备用；
19.4)、分掉石油醚后，得到叶绿素。
20.优选的，所述s2步骤中纤维素和叶绿素搅拌的速率为500-750r/min。
21.优选的，所述s2步骤中混合物冷却到43-50℃。
22.优选的，所述s3步骤中聚乙烯的体积为纤维素和叶绿素交联后体积的2-3倍，所述复合材料压缩过程采用压缩设备完成。
23.(三)有益效果
24.与现有技术相比，本发明提供了一种生物质水处理环境功能材料的制备方法，具备以下有益效果：
25.该生物质水处理环境功能材料的制备方法，在生物质材料的制备过程中加入叶绿素使生物质功能材料自身具备一定的植物呼吸功能，能够在缺氧和少氧情况下利用光源进行氧气的产出，通过氧气的产出维持自身对水环境中污染物的有机处理，且保持自身结构的稳定性，通过自身的结构对水环境中污染物进行吸附处理，保持生物质功能材料自身结构和性质的稳定。
附图说明
26.图1为本发明提出的制备过程示意图；
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图1，实施例一，一种生物质水处理环境功能材料的制备方法，包括以下步骤：
29.s1、提取，将生物质材料粉碎后加入氢氧化钠稀溶液煮沸，之后过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣至中性，干燥后即得到纤维素，同步将等量的生物质材料粉碎后加入少许固体碳酸钠或碳酸钙和10毫升丙酮，迅速研磨成匀浆，再加15毫升丙酮充分研磨提取叶绿素，使
纤维素和叶绿素的体积比为1：1；
30.s2、混合交联，将纤维素和叶绿素搅拌45-90min后，在混合物中加入二叔丁基过氧化物作为交联剂在75-105℃的水中水浴1-2h，且在水浴过程中每隔13min搅拌2min，水浴完成后将混合物冷却；
31.s3、偶联定型，将冷却后的混合物在偶联剂存在下与聚乙烯复合，形成绿色纤维-聚乙烯复合材料，将复合材料压缩成密度为1-1.5g/cm3的球体结构。
32.生物质材料为菠菜叶，在对菠菜叶进行粉碎之前将菠菜叶中的脉络去除，只保留叶肉部分，并将叶肉部分进行粉碎。
33.s1步骤中煮沸的具体过程为：将菠菜粉末添加到2％浓度的naoh内部在100℃条件下煮沸100min，待溶液温度降至70～80℃时，加入浓度为5％的双氧水，继续加热0.5h，保持温度在70～80℃。
34.s1步骤中提取叶绿素的具体过程为：
35.1)、将新鲜菠菜叶片洗净擦干，去掉叶柄及中间脉络，剪碎置于研钵内，加入少许固体碳酸钠或碳酸钙和10毫升丙酮，迅速研磨成匀浆，再加15毫升丙酮充分研磨提取叶绿素；
36.2)、在玻璃漏斗底部垫一小团脱脂棉，将匀浆通过脱脂棉过滤到已装有15毫升石油醚的分液漏斗中，再用少量丙酮冲洗叶片残渣和研钵，合并滤液；
37.3)、沿分液漏斗的壁小心加入30毫升蒸馏水，轻轻转动加入4
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8毫升饱和氯化钠水溶液，静止几分钟待分层清楚后，弃去下面的丙酮一水层，再加入30毫升蒸馏水，轻轻晃动分液漏斗，以洗去石油醚中残留的丙酮，弃去水层，共洗两次。将含色素的石油醚提取液放入具塞锥形瓶中，置暗处或用黑纸包好备用；
38.4)、分掉石油醚后，得到叶绿素。
39.s2步骤中纤维素和叶绿素搅拌的速率为500-750r/min。
40.s2步骤中混合物冷却到43-50℃。
41.s3步骤中聚乙烯的体积为纤维素和叶绿素交联后体积的2-3倍，复合材料压缩过程采用压缩设备完成。
42.实施例二，一种生物质水处理环境功能材料的制备方法，包括以下步骤：
43.将将菠菜叶中的脉络去除，只保留叶肉部分，并将叶肉部分进行烘干粉碎后加入氢氧化钠稀溶液煮沸，之后过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣至中性，干燥后得到纤维素；
44.同步将一部分粉碎后的菠菜叶加入少许固体碳酸钠或碳酸钙和10毫升丙酮，迅速研磨成匀浆，再加15毫升丙酮充分研磨提取叶绿素，使纤维素和叶绿素的体积比为2：1；
45.s2、混合交联，将纤维素和叶绿素按照1:1的比例搅拌45-90min后，在混合物中加入二叔丁基过氧化物作为交联剂在75-105℃的水中水浴1-2h，同步将另一半限位素加入等量的加入二叔丁基过氧化物作为交联剂在75-105℃的水中水浴1-2h，且在水浴过程中每隔13min搅拌2min，水浴完成后将混合物和纤维素交联物冷却；
46.s3、偶联定型，将冷却后的混合物和纤维素交联物在偶联剂存在下与聚乙烯复合，形成绿色纤维-聚乙烯复合材料，将复合材料压缩成密度为1-1.5g/cm3的球体结构。
47.生物质材料为菠菜叶，在对菠菜叶进行粉碎之前将菠菜叶中的脉络去除，只保留叶肉部分，并将叶肉部分进行粉碎。
48.s1步骤中煮沸的具体过程为：将菠菜粉末添加到2％浓度的naoh内部在100℃条件下煮沸100min，待溶液温度降至70～80℃时，加入浓度为5％的双氧水，继续加热0.5h，保持温度在70～80℃。
49.s1步骤中提取叶绿素的具体过程为：
50.1)、将新鲜菠菜叶片洗净擦干，去掉叶柄及中间脉络，剪碎置于研钵内，加入少许固体碳酸钠或碳酸钙和10毫升丙酮，迅速研磨成匀浆，再加15毫升丙酮充分研磨提取叶绿素；
51.2)、在玻璃漏斗底部垫一小团脱脂棉，将匀浆通过脱脂棉过滤到已装有15毫升石油醚的分液漏斗中，再用少量丙酮冲洗叶片残渣和研钵，合并滤液；
52.3)、沿分液漏斗的壁小心加入30毫升蒸馏水，轻轻转动加入4
ꢀ‑
8毫升饱和氯化钠水溶液，静止几分钟待分层清楚后，弃去下面的丙酮一水层，再加入30毫升蒸馏水，轻轻晃动分液漏斗，以洗去石油醚中残留的丙酮，弃去水层，共洗两次。将含色素的石油醚提取液放入具塞锥形瓶中，置暗处或用黑纸包好备用；
53.4)、分掉石油醚后，得到叶绿素。
54.s2步骤中纤维素和叶绿素搅拌的速率为500-750r/min。
55.s2步骤中混合物冷却到43-50℃。
56.s3步骤中聚乙烯的体积为纤维素和叶绿素交联后体积以及和纤维素交联物总体积的2-3倍，所形成的复合材料一半体积没有叶绿素，则复合材料更容易进行缺氧分解，复合材料压缩过程采用压缩设备完成。
57.综上所述，该生物质水处理环境功能材料的制备方法，在生物质材料的制备过程中加入叶绿素使生物质功能材料自身具备一定的植物呼吸功能，能够在缺氧和少氧情况下利用光源进行氧气的产出，通过氧气的产出维持自身对水环境中污染物的有机处理，且保持自身结构的稳定性，通过自身的结构对水环境中污染物进行吸附处理，保持生物质功能材料自身结构和性质的稳定。
58.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
59.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。