一种改性芦竹的制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性芦竹的制备方法及其应用，用自来水冲洗采集的芦竹，除去灰尘和溶于水的杂质，再用蒸馏水冲洗，芦竹截成小段，置于真空干燥箱烘干至恒重；取出芦竹并冷却，用粉碎机粉碎，过筛后制得的粉末转移到碘量瓶中盖好盖，放入干燥器中备用；称取干芦竹粉末于干燥洁净的三口烧瓶中，加入浓度为0.02mol/L的KMnO4放于电热套中；搅拌并加热到100℃回流30分钟，进行冷却；冷却后过滤，用蒸馏水将芦竹洗净，放于真空干燥箱中烘干备用。本发明利用载锰芦竹吸附废水中的铜，吸附容量为未改性芦竹的2.2倍，去除率接近100％，处理后的废水中铜离子含量低于0.5mg/L，且不产生二次污染；本发明芦竹的来源广泛、可再生、低成本、高效率。
【专利说明】一种改性芦竹的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种改性芦竹的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]随着经济的快速发展，废水的大量排放，水源和土壤中的重金属离子积累加剧，重 金属污染越来越严重。重金属离子由于其不易降解性和毒害性，被定为水体污染物，同时， 它也会造成土壤污染。
[0003]近年来常出现重金属污染影响居民健康甚至死亡的问题，大部分是由于企业排放 的污水中的重金属没有经过处理直接排入附近的河流、土壤，一方面废水中的重金属能被 土壤作物吸收，并且性质稳定，很难降解；另一方面它又能抑制作物生长发育，使得农作物 早衰、减产甚至死亡。重金属废水及其化合物能在植物体内以及水生生物体内富集，并通过 饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用，最终对人体健康造成严重危害。因 此处理水中的重金属离子，使污水排放达到国家标准，对人们的健康至关重要。
[0004]目前传统的治理重金属污染废水的方法有氢氧化物沉淀法、还原沉淀法、电化学 法、离子交换法，这些方法不同程度的存在着投资成本高、操作困难、能源消耗大、容易产生 二次污染等问题。特别是在处理含量低的重金属离子废水时，其操作费用和原材料成本相 对过高。同时目前正在采用农业废弃物吸附剂来治理重金属污染废水，农业废弃物中含有 丰富的纤维素，对重金属离子具有一定的吸附性，其吸附效率取决于农业废弃物的亲和力、 特异性和物理化学性质，大量研究证实了农业废弃物处理重金属离子的性能。但由于吸附 性官能团含量较少，吸附能力并不强。通过化学改性来增加吸附金属离子能力强的活性基 团，才能使其成为良好的吸附材料。
[0005]传统的农业废弃物的改性方法为碱水解改性、酸水解改性、接枝共聚、醚化以及酯 化作用等，这些改性方法存在对芦竹新功能基团的生成影响较小，吸附率不高的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种改性芦竹的制备方法及其应用，旨在解决处理含量低 的重金属离子废水时，操作费用和原材料成本相对过高以及传统的改性对芦竹新功能基团 的生成影响较小，吸附率不高和传统的氢氧化物沉淀法、还原沉淀法、电化学法、离子交换 法废气处理投资成本高、操作困难、能源消耗大、容易产生二次污染等问题。
[0007]本发明实施例是这样实现的，一种改性芦竹的制备方法，该改性芦竹的制备方法 包括以下步骤:
[0008]步骤一:用自来水冲洗采集的芦竹，除去灰尘和溶于水的杂质,再用蒸馏水冲洗3 次，芦竹截成小段，置于真空干燥箱10(TC烘干至恒重；
[0009]步骤二:取出芦竹冷却处理，用粉碎机粉碎，过50目筛后制得的粉末转移到250mL 的碘量瓶中盖好盖，放入干燥器中备用；
[0010]步骤三:称取5.0g芦竹粉末到干燥洁净的三口烧瓶中，加入IOOmL浓度为0.02mol/L的KMnO4，放于电热套中；
[0011]步骤四:搅拌并加热到100°C回流30分钟，进行冷却；
[0012]步骤五:冷却后过滤，用蒸馏水将芦竹洗净，放于真空干燥箱中烘干备用。
[0013]进一步，在步骤三中称取0.3163g KMnO4于IOOmL容量瓶中定容待用。
[0014]进一步，根据芦竹的制备方法处理40g芦竹备用。
[0015]进一步，该制备方法的改性芦竹在处理含铜废水的应用。
[0016]本发明的另一目的在于提供一种改性芦竹在处理含铜废水的应用，该改性芦竹在 处理含铜废水的应用包括以下步骤:
[0017]步骤一:准确移取七份含Cu2+的废水溶液在振荡时间、吸附温度、pH值、初始浓度 相同情况下，分别加入不同改性吸附剂，研究吸附剂投加量的影响；
[0018]步骤二:准确移取十份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、pH值、初始 浓度相同情况下，在不同的振荡时间下振荡，研究振荡时间的影响，对吸附的动力学过程进 行研究；
[0019]步骤三:准确移取八份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、振荡时间、 初始浓度相同情况下，调节溶液为不同的PH值，研究pH值的影响；
[0020]步骤四:准确移取五份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、振荡时间、 PH值相同情况下，调节溶液初始浓度为不同值，研究初始浓度的影响，对吸附过程进行热力 学研究；
[0021]步骤五:在不同温度下进行步骤四，研究温度对吸附效果的影响。
[0022]进一步，在步骤一中，准确移取七份20mg/L的含Cu2+的废水溶液50.0OmL于IOOmL 的碘量瓶中，调节溶液的PH值为6.0，分别加入改性吸附剂0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0、
1.2g,于25°C条件下恒温振荡IOmin,转速为130r/min,过滤,测定滤液中Cu2+浓度,用未改 性芦竹做对比实验。
[0023]进一步，在步骤二中，准确移取十份20mg/L的含Cu2+的废水溶液50.0OmL于IOOmL 的碘量瓶中，分别加入改性吸附剂0.2g，调节溶液的pH值为6.0，于25°C条件下恒温振荡， 转速为130r/min，振荡时间分别为2、4、6、8、10、20、30、40、50、60min，过滤，测定滤液中Cu2+ 浓度，用未改性芦竹做对比实验。
[0024]进一步，在步骤三中，溶液初始pH值对Cu2+的影响:准确移取八份20mg/L的含Cu2+ 的废水溶液50.0OmL于IOOmL碘量瓶中，分别加入改性吸附剂0.2g，调节溶液的pH值分别 为 1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0，于 25°C条件下恒温振荡 lOmin，转速为 130r/min, 过滤，测定滤液中Cu2+浓度，用未改性芦竹做对比实验。
[0025]进一步，在步骤四中，准确移取溶液浓度分别为10、15、20、25、30mg/L的含Cu2+的 废水溶液50.0OmL于IOOmL的碘量瓶中，分别加入吸附剂0.2g，调节溶液的pH值为6.0，设 定温度为25°C,恒温振荡IOmin,转速为130r/min,过滤,测定滤液中Cu2+浓度,按照上述实 验方案所示在30°C、35°C下做相同的实验。
[0026]本发明提供的改性芦竹的制备方法及其应用，通过高锰酸钾对芦竹改性，提高了 芦竹的吸附重金属离子的能力。芦竹的来源广泛、具有独特的化学成分、可再生、低成本、高 效率，提高了对废水中重金属离子的处理效果，较好的解决了在处理含量低的重金属离子 废水时，操作费用和原材料成本相对过高以及传统的改性对芦竹新功能基团的生成影响较小，吸附率不高的问题。本发明方法简单，操作方便，提供了 一种方便快捷的改性芦竹处理 重金属离子的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明实施例提供的改性芦竹的制备方法的流程图；
[0028]图2是本发明实施例提供的改性芦竹处理含铜废水的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0030]图1示出了本发明提供的改性芦竹的制备方法的流程。为了便于说明，仅仅示出 了与本发明相关的部分。
[0031]如图1所示，本发明实施例的改性芦竹的制备方法，包括以下步骤:
[0032]SlOl:用自来水冲洗采集的芦竹，除去灰尘和溶于水的杂质，再用蒸馏水冲洗3 次，芦竹截成小段，置于真空干燥箱100°C左右烘干至恒重；
[0033]S102:取出芦竹并冷却，用粉碎机粉碎，过50目筛后制得的粉末转移到250mL的碘 量瓶中盖好盖，放入干燥器中备用；
[0034]S103:称取5.0g干芦竹粉末于干燥洁净的三口烧瓶中，加入IOOmL浓度为
0.02mol/L的KMnO4溶液，放于电热套中；
[0035]S104:搅拌并加热到100°C回流30分钟，进行冷却；
[0036]S105:冷却后过滤，用蒸馏水将芦竹洗净，放于真空干燥箱中烘干备用。
[0037]在步骤103中称取0.3163g KMnO4于IOOmL容量瓶中定容待用；根据芦竹的制备 方法处理40g芦竹备用。
[0038]如图2所示，本发明实施例的改性芦竹在处理对含铜废水的应用，包括以下步骤:
[0039]S201:准确移取七份含Cu2+的废水溶液在振荡时间、吸附温度、pH值、初始浓度相 同情况下，分别加入不同改性吸附剂，研究吸附剂投加量的影响；
[0040]S202:准确移取十份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、pH值、初始浓 度相同情况下，在不同的振荡时间下振荡，研究振荡时间的影响，对吸附的动力学过程进行 研究；
[0041]S203:准确移取八份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、振荡时间、初 始浓度相同情况下，调节溶液为不同的PH值，研究pH值的影响；
[0042]S204:准确移取五份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、振荡时间、pH 值相同情况下，调节溶液初始浓度为不同值，研究初始浓度的影响，对吸附过程进行热力学 研究；
[0043]S205:在不同温度下进行S204，研究温度对吸附效果的影响。
[0044]以下结合实施例和效果数据对本发明作进一步的说明。
[0045]实施例一:
[0046]在步骤S201中，准确移取七份20mg/L的含Cu2+的废水溶液50.0OmL于IOOmL的碘量瓶中，调节溶液的pH值为6.0，分别加入改性吸附剂0.1,0.2,0.4,0.6,0.8、1.0、1.2g， 于25°C条件下恒温振荡IOmin (转速130r/min),过滤,测定滤液中Cu2+浓度,用未改性芦竹做对比实验，计算Cu2+去除率P%，结果见表1。
[0047]表1不同吸附剂用量对吸附效果的影响
[0048]
【权利要求】
1.一种改性芦竹的制备方法，其特征在于，该改性芦竹的制备方法包括以下步骤: 步骤一:用自来水冲洗采集的芦竹，除去灰尘和溶于水的杂质，再用蒸馏水冲洗3次，芦竹截成小段，置于真空干燥箱10(TC烘干至恒重；步骤二:取出芦竹冷却处理，用粉碎机粉碎，过50目筛后制得的粉末转移到250mL的碘量瓶中盖好盖，放入干燥器中备用；步骤三:称取5.0g芦竹粉末到干燥洁净的三口烧瓶中，加入IOOmL浓度为0.02mol/L 的KMnO4，放于电热套中；步骤四:搅拌并加热到100°C回流30分钟，进行冷却；步骤五:冷却后过滤，用蒸馏水将芦竹洗净，放于真空干燥箱中烘干备用。
2.如权利要求1所述的改性芦竹的制备方法，其特征在于，在步骤三中称取0.3163g KMnO4于IOOmL容量瓶中定容待用。
3.如权利要求1所述的改性芦竹的制备方法，其特征在于，根据芦竹的制备方法处理 40g芦竹备用。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的制备方法制备的改性芦竹在处理含铜废水的应用。
5.如权利要求4所述的改性 芦竹在处理含铜废水的应用，其特征在于，该改性芦竹在处理含铜废水的应用包括以下步骤:步骤一:移取七份含Cu2+的废水溶液在振荡时间、吸附温度、pH值、初始浓度相同情况下，分别加入不同改性吸附剂，研究吸附剂投加量的影响；步骤二:移取十份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、pH值、初始浓度相同情况下，在不同的振荡时间下振荡，研究振荡时间的影响，对吸附的动力学过程进行研究； 步骤三:移取八份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、振荡时间、初始浓度相同情况下，调节溶液为不同的PH值，研究pH值的影响；步骤四:移取五份含Cu2+的废水溶液在吸附剂投加量、吸附温度、振荡时间、pH值相同情况下，调节溶液初始浓度为不同值，研究初始浓度的影响，对吸附过程进行热力学研究； 步骤五:在不同温度下进行步骤四，研究温度对吸附效果的影响。
6.如权利要求4所述的改性芦竹在处理含铜废水的应用，其特征在于，在步骤一中，移取七份20mg/L的含Cu2+的废水溶液50.0OmL于IOOmL的碘量瓶中，调节溶液的pH值为6.0， 分别加入改性吸附剂0.1,0.2,0.4,0.6,0.8、1.0、1.2g，于25°C条件下恒温振荡IOmin,转速为130r/min，过滤，测定滤液中Cu2+浓度，用未改性芦竹做对比实验。
7.如权利要求4所述的改性芦竹在处理含铜废水的应用，其特征在于，在步骤二中，移取十份20mg/L的含Cu2+的废水溶液50.0OmL于IOOmL的碘量瓶中，分别加入改性吸附剂 0.2g，调节溶液的pH值为6.0，于25°C条件下恒温振荡，转速为130r/min，振荡时间分别为 2、4、6、8、10、20、30、40、50、60min，过滤，测定滤液中Cu2+浓度，用未改性芦竹做对比实验。
8.如权利要求4所述的改性芦竹在处理含铜废水的应用，其特征在于，在步骤三中，溶液初始PH值对Cu2+的影响:准确移取八份20mg/L的含Cu2+的废水溶液50.0OmL于IOOmL 的碘量瓶中，分别加入改性吸附剂0.2g，调节溶液的pH值分别为1.0,2.0,3.0,4.0,5.0、 6.0、7.0、8.0,于25°C条件下恒温振荡IOmin,转速为130r/min,过滤,测定滤液中Cu2+浓度， 用未改性芦竹做对比实验。
9.如权利要求4所述的改性芦竹在处理含铜废水的应用，其特征在于，在步骤四中，移取溶液浓度分别为10、15、20、25、30mg/L的含Cu2+的废水溶液50.0OmL于IOOmL的碘量瓶中，分别加入吸附剂0.2g,调节溶液的pH值为6.0，设定温度为25°C，恒温振荡lOmin，转速为130r/min，过 滤，测定滤液中Cu2+浓度，按照上述实验方案所示在30°C、35°C下做相同的实验。
【文档编号】B01J20/24GK103599753SQ201310538656
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】李晶, 贾冬梅 申请人:李晶