一种利用植物叶制备净化苯的生物吸附剂的方法与流程

本发明涉及一种利用植物叶制备净化苯的生物吸附剂的方法，它属于一种环保原生态绿色生物吸附剂的生产方法。

背景技术：

国际卫生组织已经把苯定为强烈致癌物质，苯可以引起白血病和再生障碍性贫血也被医学界公认。短期内吸入较高浓度苯后可发生亚急性苯中毒，出现头昏、头痛、乏力、失眠、月经紊乱等症状，并可发生再生障碍性贫血、急性白血病，表现为迅速发展的贫血、出血、感染等。苯对女性的危害比对男性更多些，育龄妇女长期吸入苯会导致月经失调，孕期的妇女接触苯时，妊娠并发症的发病率会显著增高，甚至会导致胎儿先天缺陷。

2001年，中国消费者协会组织在北京和杭州两地对部分装修后的室内环境状况进行了入室测试，结果发现半数样本存在苯污染，占样本总数的43.3％。

目前苯的处理方法有非平衡等离子净化法、通风换气法、植物净化法、吸附法、静电除尘法等。这些方法或者效果不佳吸附率低，亦或易产生饱和或伴随有害气体生成如臭氧等。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有净化居室苯污染的方法存在着吸附率低、吸附易饱和及易伴随有害气体生成的技术问题，提供一种利用植物叶制备净化苯的生物吸附剂的方法。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：

一种利用植物叶制备净化苯的生物吸附剂的方法，其具体步骤如下：

(1)取样：收集废弃的文武柏落叶；

(2)清洗：将收集的文武柏落叶用蒸馏水清洗干净；

(3)烘干：将洗净的文武柏落叶置于60-100℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥12-36h；

(4)切片：将干燥的文武柏落叶切成碎片以便处理；

(5)碱泡：将切成碎片的重量份为1～3份的文武柏落叶置于重量份为1～3份浓度为1.5％-3.0％的氢氧化钠溶液中加热至60℃-80℃，保温20min-40min；

(6)漂洗：将步骤(5)碱泡后的文武柏落叶碎片用蒸馏水多次反复漂洗至中性；

(7)H₂O₂浸泡：将洗净的文武柏落叶碎片置于重量份为1～3份浓度为25％-35％的H₂O₂溶液中浸泡20min-40min；

(8)漂洗：将H₂O₂处理后的文武柏落叶碎片用蒸馏水漂洗至中性；

(9)干燥：将步骤(8)漂洗至中性的文武柏落叶碎片置于60℃-80℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥；

(10)粉碎：干燥后的文武柏落叶碎片用粉碎机粉碎后过60-80目筛，即制得生物吸附剂。

本发明采用生活中常见的植物废料为原材料，对其进行改性制备出一种新型绿色环保的原生态生物吸附材料，解决了现有净化居室苯污染的方法存在着吸附率低、吸附易饱和及易伴随有害气体生成的技术问题，与背景技术相比，本发明具有吸附效率高、持续时间长和利用废物等优点。

为表明本发明的吸附效果，应用二次回归旋转正交实验组合设计对本发明制得的生物吸附剂进行系统研究，并通过与传统的活性炭、竹炭、硅藻纯等吸附试验研究对比，表明相同条件下：本发明制得的文武柏树叶对苯的吸附效果均大于硅藻纯、竹炭及活性炭，其中硅藻纯的吸附效果仅次于文武柏树叶(见图1)。

附图说明

图1是本发明制得文武柏树叶生物吸附剂与活性炭、竹炭及硅藻纯对笨吸附率的比较图；

图2是原始文武柏树叶、本发明制得文武柏树叶生物吸附剂和吸附PM2.5后的文武柏树叶生物吸附剂的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1

本实施例中的一种利用植物叶制备净化苯的生物吸附剂的方法，其具体步骤如下：

(1)取样：收集废弃的文武柏落叶；

(2)清洗：将收集的文武柏落叶用蒸馏水清洗干净；

(3)烘干：将洗净的文武柏落叶置于60℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥36h；

(4)切片：将干燥的文武柏落叶切成碎片以便处理；

(5)碱泡：将切成碎片的重量份为1份的文武柏落叶置于重量份为1份浓度为1.5％的氢氧化钠溶液中加热至80℃，保温20min；

(6)漂洗：将步骤(5)碱泡后的文武柏落叶碎片用蒸馏水多次反复漂洗至中性；

(7)H₂O₂浸泡：将洗净的文武柏落叶碎片置于重量份为1份浓度为25％的H₂O₂溶液中浸泡40min；

(8)漂洗：将H₂O₂处理后的文武柏落叶碎片用蒸馏水漂洗至中性；

(9)干燥：将步骤(8)漂洗至中性的文武柏落叶碎片置于60℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥；

(10)粉碎：干燥后的文武柏落叶碎片用粉碎机粉碎后过60目筛，即制得生物吸附剂。

实施例2

本实施例中的一种利用植物叶制备净化苯的生物吸附剂的方法，其具体步骤如下：

(1)取样：收集废弃的文武柏落叶；

(2)清洗：将收集的文武柏落叶用蒸馏水清洗干净；

(3)烘干：将洗净的文武柏落叶置于100℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥12h；

(4)切片：将干燥的文武柏落叶切成碎片以便处理；

(5)碱泡：将切成碎片的重量份为3份的文武柏落叶置于重量份为3份浓度为3.0％的氢氧化钠溶液中加热至60℃，保温40min；

(6)漂洗：将步骤(5)碱泡后的文武柏落叶碎片用蒸馏水多次反复漂洗至中性；

(7)H₂O₂浸泡：将洗净的文武柏落叶碎片置于重量份为3份浓度为35％的H₂O₂溶液中浸泡20min；

(8)漂洗：将H₂O₂处理后的文武柏落叶碎片用蒸馏水漂洗至中性；

(9)干燥：将步骤(8)漂洗至中性的文武柏落叶碎片置于80℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥；

(10)粉碎：干燥后的文武柏落叶碎片用粉碎机粉碎后过80目筛，即制得生物吸附剂。

实施例3

本实施例中的一种利用植物叶制备净化苯的生物吸附剂的方法，其具体步骤如下：

(1)取样：收集废弃的文武柏落叶；

(2)清洗：将收集的文武柏落叶用蒸馏水清洗干净；

(3)烘干：将洗净的文武柏落叶置于80℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥24h；

(4)切片：将干燥的文武柏落叶切成碎片以便处理；

(5)碱泡：将切成碎片的重量份为2份的文武柏落叶置于重量份为2份浓度为2.0％的氢氧化钠溶液中加热至70℃，保温30min；

(6)漂洗：将步骤(5)碱泡后的文武柏落叶碎片用蒸馏水多次反复漂洗至中性；

(7)H₂O₂浸泡：将洗净的文武柏落叶碎片置于重量份为2份浓度为30％的H₂O₂溶液中浸泡30min；

(8)漂洗：将H₂O₂处理后的文武柏落叶碎片用蒸馏水漂洗至中性；

(9)干燥：将步骤(8)漂洗至中性的文武柏落叶碎片置于70℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥；

(10)粉碎：干燥后的文武柏落叶碎片用粉碎机粉碎后过60目筛，即制得生物吸附剂。

实施例4

本实施例中的一种利用植物叶制备净化苯的生物吸附剂的方法，其具体步骤如下：

(1)取样：收集废弃的文武柏落叶；

(2)清洗：将收集的文武柏落叶用蒸馏水清洗干净；

(3)烘干：将洗净的文武柏落叶置于60-100℃、6.67×102Pa干燥箱中干燥12-36h；

(4)切片：将干燥的文武柏落叶切成碎片以便处理；

(5)碱泡：将切成碎片的重量份为1～3份的文武柏落叶置于重量份为1～3份浓度为1.5％-3.0％的氢氧化钠溶液中加热至60℃-80℃，保温20min-40min；

(6)漂洗：将步骤(5)碱泡后的文武柏落叶碎片用蒸馏水多次反复漂洗至中性；

(7)H₂O₂浸泡：将洗净的文武柏落叶碎片置于重量份为1～3份浓度为25％-35％的H₂O₂溶液中浸泡20min-40min；

(8)漂洗：将H₂O₂处理后的文武柏落叶碎片用蒸馏水漂洗至中性；

(9)干燥：将步骤(8)漂洗至中性的文武柏落叶碎片置于60℃-80℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥；

(10)粉碎：干燥后的文武柏落叶碎片用粉碎机粉碎后过60-80目筛，即制得生物吸附剂。

为验证本发明制得的文武柏落叶生物吸附剂对笨的吸附效果，做了如下对比实验：

(1)测定苯标准曲线。

(2)分别通过单因素实验获得材料加入量、材料粒径、吸附温度、吸附时间四个因素的最佳吸附点；

(3)相同条件下与活性炭、竹炭、硅藻纯的吸附效果对比；

(4)采用扫描电镜(SEM)观测研究材料对苯的吸附机理。

在相同条件下，本发明制得的文武柏落叶生物吸附剂与硅藻纯、竹炭、活性炭的吸附对比试验：由图1可知，在相同条件下，本发明制得的文武柏树叶生物吸附剂在不同时间段对苯的吸附效果均大于硅藻纯、竹炭及活性炭，其中硅藻纯的吸附效果仅次于文武柏树叶。

图2中a为原始文武柏树叶电镜图，b为本发明制得的文武柏树叶生物吸附剂吸附苯前的电镜图，c为本发明制得的文武柏树叶生物吸附剂吸附苯后的电镜图；由图可看出，文武柏树叶生物吸附剂的表面结构比原始文武柏的表面结构更粗糙，更显疏松多孔，孔径分布范围大、比表面积大、孔隙率高，这些表面褶皱处即为苯吸附反应的活性位置，这种表面结构更有利于对居室苯的吸附，充分证明文武柏树叶生物吸附剂对苯的吸附有物理吸附作用。

本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明范围的前提下，根据上述说明进行的改进与变换都应属于本发明权利要求的保护范围。