申请日2016.04.22
公开(公告)日2016.07.06
IPC分类号B01J20/24; B01J20/30; C02F1/28
摘要
一种应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，是以无水乙醇和浓盐酸为改性剂，吸附剂用量为5g，无水乙醇用量为160mL，浓盐酸用量为1.4mL。将杨树叶和改性剂充分混合后放入烧杯中，将烧杯置于50℃水浴锅中水浴1.5h。将所得改性吸附剂作为处理含铬废水的吸附剂。利用这种改性方法，吸附剂表面官能团会发生质子化，使吸附剂表面带正电荷，通过静电引力和分子作用力等，Cr(VI)可被吸附到吸附剂表面，可以增强吸附效果。当改性吸附剂用量为6g/L，六价铬初始质量浓度为80mg/L时去除率达到92.47%，吸附量为12.33mg/g。该改性方法工艺简单，成本低，吸附效果显著，无二次污染，在重金属废水的吸附处理领域有良好的应用前景。
权利要求书
1.一种应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，其特征是该改性方法以无水乙醇和浓盐酸为改性剂对杨树叶进行改性，由于吸附剂表面带有活性官能团，在酸性条件下，官能团会发生质子化，使吸附剂表面带正电荷，通过静电引力和分子作用力等，Cr(VI)可被吸附到吸附剂表面，因此吸附效果增加。
2.如权利要求1所述的应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，其中，所述官能团是-OH和-COOH。
3.如权利要求1所述的应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，其特征是改性剂用量、吸附剂用量、改性时间和改性温度。
4.如权利要求1所述的应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，改性剂处理杨树叶时的投入量是1-5g杨树叶，无水乙醇用量80-160mL，浓盐酸用量0.8-1.6mL，改性温度30-70℃，改性时间1-3h。
5.权利要求1所述的改性方法，其特征是包括以下步骤：
a)称取适量杨树叶作为待改性吸附剂。
b)量取适量无水乙醇和浓盐酸作为改性剂。
c)将杨树叶、无水乙醇和浓盐酸充分混合后放入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中进行水浴，温度为30-70℃，水浴时间为1-3h。
d)将步骤c)所得样品进行抽滤，水洗至无色，置于恒温的烘箱中60℃烘干备用。
e)将步骤d)所得改性吸附剂作为处理含铬废水的吸附剂。
说明书
一种应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法
技术领域
本发明设计一种应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，属于环境、功能材料领域。
背景技术
含铬废水主要来自电镀、制革、铬盐工业、冶金工业、金属加工、油漆、印染等行业。在重金属污染种类中，铬污染排在第2位，仅次于铅。长期以来，含铬废水的处理是一个比较棘手的环境问题，是工业废水处理中一个重要的研究领域。
目前，含铬废水的治理方法主要包括传统方法和新技术。其中较传统的治理方法有化学沉淀法、电化学法、吸附法和膜分离法等。化学沉淀法是工艺较成熟的方法，它具有去除范围广、效率高、经济简便的特点，但需要投加大量化学药剂，并以沉淀物的形式沉淀出来，存在二次污染问题。电化学法指应用电解的基本原理，使废水中的重金属通过电解在阳、阴两极上分别发生氧化还原反应使重金属富集的方法。电化学法工艺成熟，设备简单，占地面积小，无二次污染，所沉淀的重金属可回收利用;缺点是耗电量大，废水处理量小，出水水质差，不适合处理低浓度废水。吸附法具有处理量大、反应时间短、无毒害物质产生等特点。与其他技术相比，膜技术设备简单，占地面积少，使用范围广，处理效率高，节能并能实现重金属的回收，另外不需加化学试剂，不会造成二次污染。较新的技术如：纳米技术、光催化法、新型介孔材料和基因工程，这些方法虽然处理效果好但是操作复杂，价格昂贵，不适宜广泛使用。
综上所述，传统治理方法和新处理技术各有长短。传统处理方法运行相对可靠，技术成熟，但易造成二次污染。新技术出水水质优，但目前尚处于实验研究阶段，真正用于工业水平还存在一些问题且运行费用高。
目前，常用吸附法处理重金属废水，吸附法主要包括物理吸附和化学吸附。物理吸附是吸附剂通过分子间作用力吸附重金属，对溶液的pH值依赖性普遍较大。化学吸附是通过电子转移或电子对共用形成化学键或生成表面配位化合物等方式产生的吸附。目前提高吸附剂吸附效果的方法主要有优化吸附条件、增大吸附剂比表面积以及吸附剂改性。本发明所用吸附剂为杨树叶，属于纤维素类吸附剂，一般采用物理方法获得颗粒状物质，目的增加吸附表面积，再采用物理方法、化学方法获得纤维素骨架，最后采用化学方法，引入具有配位功能的基团，增强吸附能力，常用的化学改性方法有酚化、羟甲基化、氧化、环氧化、酚醛化、脲醛化、聚酯化等。林春香、詹怀宇等人以离子液体([Bmim]Cl)为反应介质，丙烯酸为单体，对纤维素进行均相接枝共聚，采用油包水反相悬浮技术制得球形纤维素吸附剂采用静态吸附实验方法研究了该吸附剂对溶液中Cu2+的吸附性能，研究表明球形纤维素吸附剂对Cu2+的具有很好的吸附性并具有良好的再生性能，可以循环使用【离子交换与吸附.2010，26(3)：226-238】。路则栋，张庆乐等人通羟基氧化铁对硅藻土进行改性制备复合吸附剂，并用于水体中吸附六价铬。结果表明：改性硅藻土对六价铬的吸附能力好，废水中Cr(VI)质量浓度不大于100mg/L，吸附剂用量为0.5g，对六价铬的去除率达85%【地下水.2012，34(6)：180-183】。
本发明设计一种应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，改性剂为无水乙醇和浓盐酸，吸附剂用量为5g，无水乙醇用量为160mL，浓盐酸用量为1.4mL，改性温度为50℃，改性时间为1.5h。该吸附剂改性方法方法操作简单，成本低，在重金属废水的吸附处理领域有良好的应用前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是吸附剂常规改性方法中改性剂费用高、改性效果差以及易造成二次污染等问题。
本发明解决所述吸附剂常规改性方法中改性剂费用高、改性效果差以及易造成二次污染等问题的技术方案是寻找一种应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法。
本发明提供了一种应用于改性杨树叶吸附处理含铬废水的改性方法，该改性方法处理杨树叶时的投入量是1-5g杨树叶，无水乙醇用量80-160mL，浓盐酸用量0.8-1.6mL，改性温度30-70℃，改性时间1-3h。其特征是包括以下步骤：
a)称取适量杨树叶作为待改性吸附剂。
b)量取适量无水乙醇和浓盐酸作为改性剂。
c)将杨树叶、无水乙醇和浓盐酸充分混合后放入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中进行水浴，温度为30-70℃，水浴时间为1-3h。
d)将步骤c)所得样品进行抽滤，水洗至无色，置于恒温的烘箱中60℃烘干备用。
e)将步骤d)所得改性吸附剂作为处理含铬废水的吸附剂。