一种水稻秸秆吸附材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种水稻秸秆吸附材料的制备方法，它是选用成熟的水稻秸秆，经过清洗、捣碎、烘干或晒干、磨粉、过筛，得到水稻秸秆粉末；再将粉末浸泡在去离子水中，加入活化好的淀粉酶分解水稻秸秆粉末中多余淀粉；再加入NaOH溶液反应，后用稀HCl溶液中和，再过滤、晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀，重新浸泡在去离子水中反应一段时间，后经清洗、烘干，即得到一种水稻秸秆吸附材料。该水稻秸秆吸附材料的制备工艺流程简捷、耗时短；原料丰富，价格低廉，且对环境友好；对废水中重金属离子具有良好的吸附能力。
【专利说明】 一种水稻秸秆吸附材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保新型产品的开发与应用领域，涉及一种处理重金属废水的水稻秸杆吸附材料及制备方法，在环境保护领域具有广泛的应用前景。
【背景技术】
[0002]随着电镀、印染、制革等工业活动越来越广泛，给我们生活带来许多便利的同时，也将产生大量的重金属污染，重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属很难在环境中降解。这些重金属废水进入环境或生态系统后，可通过食物链进行转移、积累、放大，对人类和生物造成极大的危害。
[0003]目前常用来处理含重金属废水的方法有还原沉淀法、钡盐法、电解还原法等，这些方法存在试剂量大、处理成本高、易造成二次污染等问题，相比之下，吸附处理方法具有成本低廉、不易造成二次污染等优点，是一种具有发展前景的废水重金属处理方法。
[0004]我国作为一个农业大国，作物秸杆产量很大，特别是水稻秸杆的产量，2013年中国稻谷播种面积预计为3048万公顷,水稻秸杆产量达40000多万吨,但在水稻秸杆综合利用方面，其大部分被焚烧或废弃，既浪费资源又污染环境。水稻秸杆中含有丰富的纤维素，纤维素链中的葡萄糖基环上的羟基可以进行酯化，酶化和共聚反应，因此可将水稻秸杆通过酯化、醚化或螯合等反应引入具有酸性、碱性或螯合性质的基团，改性制备成一种低成本的重金属吸附材料，水稻秸杆吸附材料将大大提高水稻秸杆的利用效率，并具有以下优点:一是反应流程简捷、耗时短；二是原料丰富、价格低廉；三是对环境友好。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种水稻秸杆吸附材料及其制备方法。该方法制备的吸附材料成本低廉、吸附量大、且不易造成二次污染。
[0006]为实现这一目的，本发明是通过如下技术方案实现的:
采用天然水稻秸杆作为纤维素的来源，通过酶化、酯化改性制备一种低成本吸附材料。
[0007]一种水稻秸杆吸附材料的制备方法，包括如下步骤:
⑴选用成熟的水稻秸杆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干；
⑵将烘干或晒干的水稻秸杆磨成粉，并过70目筛，收集粉末；
(3)将收集的粉末浸泡在去离子水中，加入活化好的0.01- 0.0 5 mo I / L的淀粉酶，在35-50°C条件下反应1-2小时；
(4)加入0.05-0.lmol/L的NaOH溶液，反应30-60分钟，再用稀HCl溶液中和；
(5)将⑷中所得液体过滤，再晾干；
(6)将(5)中所过滤晾干得到的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀，重新浸泡在去离子水中，在50°C条件下反应5-10小时；之后用去离子水或用95%的酒精清洗3-4次除去残留的离子液，洗净后在50°C的条件下烘干即得一种水稻秸杆吸附材料。[0008]本发明具有下列优点和特性；
(1)与现有技术相比，采用酶降解的方式，将水稻秸杆中的淀粉进行酶解，过程简单高效，不破坏水稻秸杆的羟基和酚基官能团，保证有效吸附成分的含量；
⑵相对于传统的吸附剂，这种具有方法简单，成本低廉，环境友好等优点；
⑶这种吸附剂吸附效果优异，是一种优良的吸附重金属的吸附材料，具有广泛的应用前景。
【具体实施方式】
[0009]实施例一:
选用成熟的水稻秸杆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干；将烘干或晒干的水稻秸杆磨成粉，并过70目筛，收集粉末；称取所得粉末50g浸泡在去离子水中，加入活化好的0.0lmol/L淀粉酶溶液2mL，在35-50°C条件下反应I小时，然后加入IOmL的0.05mol/L NaOH溶液，反应50分钟，再用HCl溶液中和，把中和所得液体过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新浸泡在去离子水中，在50°C条件下反应6小时，之后用去离子水清洗2-3次除去残留的离子液，再用95%的酒精清洗1-2次，洗净后放入50°C的电热恒温干燥箱中烘干即得一种水稻秸杆吸附材料。
[0010]实施例二:
选用成熟的水稻秸杆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干；将烘干或晒干的水稻秸杆磨成粉，并过70目筛，收集粉末；称取所得粉末50g浸泡在去离子水中，加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液2mL，在35-50°C条件下反应2小时，然后加入IOmL的0.lmol/L NaOH溶液，反应50分钟，再用HCl溶液中和。把中和所得液体过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新浸泡在去离子水中，在50°C条件下反应8小时，之后用去离子水清洗2-3次除去残留的离子液，再用95%的酒精清洗1-2次，洗净后放入50°C的电热恒温干燥箱中烘干即得一种水稻秸杆吸附材料。
[0011]实施例三:
选用成熟的水稻秸杆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干，将烘干或晒干的水稻秸杆磨成粉，并过70目筛，收集粉末；称取所得粉末IOOkg打入3吨卫生储罐，并往罐中注入适量去离子水，加入活化好的0.05mol/L淀粉酶溶液2L，在50°C条件下反应2小时，然后加入5L的
0.lmol/L NaOH溶液，反应I小时，再用HCl溶液中和，将中和所得液体用板框压缩机过滤，再晾干；将晾干的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀后重新打入3吨卫生罐中，并注入去离子水，保持在50°C条件下反应8小时，之后用去离子水清洗3-4次除去残留的离子液，洗净后在50°C的温度下，干燥烘干即得一种水稻秸杆吸附材料。
【权利要求】
1.一种水稻秸杆吸附材料的制备方法，其特征在于，该制备方法按以下步骤进行: ⑴选用成熟的水稻秸杆，进行清洗、捣碎、烘干或晒干； ⑵将烘干或晒干的水稻秸杆磨成粉，并过70目筛，收集粉末； ⑶将收集的粉末浸泡在去离子水中，加入活化好的淀粉酶，在35-50°C条件下反应1-2小时； (4)加入0.05-0.lmol/L的NaOH溶液，反应30-60分钟，再用稀HCl溶液中和； (5)将⑷中所得液体过滤，再晾干； (6)将(5)中所过滤晾干得到的粉末与尿素按1:1的质量比混合均匀，重新浸泡在去离子水中，在50°C条件下反应5-10小时；之后用去离子水或用95%的酒精清洗3-4次除去残留的离子液，洗净后在50°C的条件下烘干即得一种水稻秸杆吸附材料。
2.根据权利要求1所述的一种水稻秸杆吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑶中所用的淀粉酶的溶度为0.01-0.05mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种水稻秸杆吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑷中所用的稀HCl溶液的质量分数低于15%。
4.根据权利要求1所述的一种水稻秸杆吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤⑷中所处的温度控制在40-50°C范围内。
5.根据权利要求1所述的一种水稻秸杆吸附材料的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，晾干是采用自然晾干的方式。
【文档编号】C02F1/28GK104028226SQ201410237780
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月1日 优先权日:2014年6月1日
【发明者】何芳玲 申请人:何芳玲