一種水稻秸稈吸附材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種水稻秸稈吸附材料的制備方法，它是選用成熟的水稻秸稈，經過清洗、搗碎、烘干或曬干、磨粉、過篩，得到水稻秸稈粉末；再將粉末浸泡在去離子水中，加入活化好的淀粉酶分解水稻秸稈粉末中多余淀粉；再加入NaOH溶液反應，后用稀HCl溶液中和，再過濾、晾干；將晾干的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻，重新浸泡在去離子水中反應一段時間，后經清洗、烘干，即得到一種水稻秸稈吸附材料。該水稻秸稈吸附材料的制備工藝流程簡捷、耗時短；原料豐富，價格低廉，且對環境友好；對廢水中重金屬離子具有良好的吸附能力。
【專利說明】 一種水稻秸稈吸附材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于環保新型產品的開發與應用領域，涉及一種處理重金屬廢水的水稻秸桿吸附材料及制備方法，在環境保護領域具有廣泛的應用前景。
【背景技術】
[0002]隨著電鍍、印染、制革等工業活動越來越廣泛，給我們生活帶來許多便利的同時，也將產生大量的重金屬污染，重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬很難在環境中降解。這些重金屬廢水進入環境或生態系統后，可通過食物鏈進行轉移、積累、放大，對人類和生物造成極大的危害。
[0003]目前常用來處理含重金屬廢水的方法有還原沉淀法、鋇鹽法、電解還原法等，這些方法存在試劑量大、處理成本高、易造成二次污染等問題，相比之下，吸附處理方法具有成本低廉、不易造成二次污染等優點，是一種具有發展前景的廢水重金屬處理方法。
[0004]我國作為一個農業大國，作物秸桿產量很大，特別是水稻秸桿的產量，2013年中國稻谷播種面積預計為3048萬公頃,水稻秸桿產量達40000多萬噸,但在水稻秸桿綜合利用方面，其大部分被焚燒或廢棄，既浪費資源又污染環境。水稻秸桿中含有豐富的纖維素，纖維素鏈中的葡萄糖基環上的羥基可以進行酯化，酶化和共聚反應，因此可將水稻秸桿通過酯化、醚化或螯合等反應引入具有酸性、堿性或螯合性質的基團，改性制備成一種低成本的重金屬吸附材料，水稻秸桿吸附材料將大大提高水稻秸桿的利用效率，并具有以下優點:一是反應流程簡捷、耗時短；二是原料豐富、價格低廉；三是對環境友好。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種水稻秸桿吸附材料及其制備方法。該方法制備的吸附材料成本低廉、吸附量大、且不易造成二次污染。
[0006]為實現這一目的，本發明是通過如下技術方案實現的:
采用天然水稻秸桿作為纖維素的來源，通過酶化、酯化改性制備一種低成本吸附材料。
[0007]一種水稻秸桿吸附材料的制備方法，包括如下步驟:
⑴選用成熟的水稻秸桿，進行清洗、搗碎、烘干或曬干；
⑵將烘干或曬干的水稻秸桿磨成粉，并過70目篩，收集粉末；
(3)將收集的粉末浸泡在去離子水中，加入活化好的0.01- 0.0 5 mo I / L的淀粉酶，在35-50°C條件下反應1-2小時；
(4)加入0.05-0.lmol/L的NaOH溶液，反應30-60分鐘，再用稀HCl溶液中和；
(5)將⑷中所得液體過濾，再晾干；
(6)將(5)中所過濾晾干得到的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻，重新浸泡在去離子水中，在50°C條件下反應5-10小時；之后用去離子水或用95%的酒精清洗3-4次除去殘留的離子液，洗凈后在50°C的條件下烘干即得一種水稻秸桿吸附材料。[0008]本發明具有下列優點和特性；
(1)與現有技術相比，采用酶降解的方式，將水稻秸桿中的淀粉進行酶解，過程簡單高效，不破壞水稻秸桿的羥基和酚基官能團，保證有效吸附成分的含量；
⑵相對于傳統的吸附劑，這種具有方法簡單，成本低廉，環境友好等優點；
⑶這種吸附劑吸附效果優異，是一種優良的吸附重金屬的吸附材料，具有廣泛的應用前景。
【具體實施方式】
[0009]實施例一:
選用成熟的水稻秸桿，進行清洗、搗碎、烘干或曬干；將烘干或曬干的水稻秸桿磨成粉，并過70目篩，收集粉末；稱取所得粉末50g浸泡在去離子水中，加入活化好的0.0lmol/L淀粉酶溶液2mL，在35-50°C條件下反應I小時，然后加入IOmL的0.05mol/L NaOH溶液，反應50分鐘，再用HCl溶液中和，把中和所得液體過濾，再晾干；將晾干的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻后重新浸泡在去離子水中，在50°C條件下反應6小時，之后用去離子水清洗2-3次除去殘留的離子液，再用95%的酒精清洗1-2次，洗凈后放入50°C的電熱恒溫干燥箱中烘干即得一種水稻秸桿吸附材料。
[0010]實施例二:
選用成熟的水稻秸桿，進行清洗、搗碎、烘干或曬干；將烘干或曬干的水稻秸桿磨成粉，并過70目篩，收集粉末；稱取所得粉末50g浸泡在去離子水中，加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液2mL，在35-50°C條件下反應2小時，然后加入IOmL的0.lmol/L NaOH溶液，反應50分鐘，再用HCl溶液中和。把中和所得液體過濾，再晾干；將晾干的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻后重新浸泡在去離子水中，在50°C條件下反應8小時，之后用去離子水清洗2-3次除去殘留的離子液，再用95%的酒精清洗1-2次，洗凈后放入50°C的電熱恒溫干燥箱中烘干即得一種水稻秸桿吸附材料。
[0011]實施例三:
選用成熟的水稻秸桿，進行清洗、搗碎、烘干或曬干，將烘干或曬干的水稻秸桿磨成粉，并過70目篩，收集粉末；稱取所得粉末IOOkg打入3噸衛生儲罐，并往罐中注入適量去離子水，加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液2L，在50°C條件下反應2小時，然后加入5L的
0.lmol/L NaOH溶液，反應I小時，再用HCl溶液中和，將中和所得液體用板框壓縮機過濾，再晾干；將晾干的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻后重新打入3噸衛生罐中，并注入去離子水，保持在50°C條件下反應8小時，之后用去離子水清洗3-4次除去殘留的離子液，洗凈后在50°C的溫度下，干燥烘干即得一種水稻秸桿吸附材料。
【權利要求】
1.一種水稻秸桿吸附材料的制備方法，其特征在于，該制備方法按以下步驟進行: ⑴選用成熟的水稻秸桿，進行清洗、搗碎、烘干或曬干； ⑵將烘干或曬干的水稻秸桿磨成粉，并過70目篩，收集粉末； ⑶將收集的粉末浸泡在去離子水中，加入活化好的淀粉酶，在35-50°C條件下反應1-2小時； (4)加入0.05-0.lmol/L的NaOH溶液，反應30-60分鐘，再用稀HCl溶液中和； (5)將⑷中所得液體過濾，再晾干； (6)將(5)中所過濾晾干得到的粉末與尿素按1:1的質量比混合均勻，重新浸泡在去離子水中，在50°C條件下反應5-10小時；之后用去離子水或用95%的酒精清洗3-4次除去殘留的離子液，洗凈后在50°C的條件下烘干即得一種水稻秸桿吸附材料。
2.根據權利要求1所述的一種水稻秸桿吸附材料的制備方法，其特征在于，在步驟⑶中所用的淀粉酶的溶度為0.01-0.05mol/L。
3.根據權利要求1所述的一種水稻秸桿吸附材料的制備方法，其特征在于，在步驟⑷中所用的稀HCl溶液的質量分數低于15%。
4.根據權利要求1所述的一種水稻秸桿吸附材料的制備方法，其特征在于，在步驟⑷中所處的溫度控制在40-50°C范圍內。
5.根據權利要求1所述的一種水稻秸桿吸附材料的制備方法，其特征在于，在步驟(5)中，晾干是采用自然晾干的方式。
【文檔編號】C02F1/28GK104028226SQ201410237780
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月1日 優先權日:2014年6月1日
【發明者】何芳玲 申請人:何芳玲