茶叶水提物或柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用及吸附方法
【专利摘要】本发明公开了一种茶叶水提物或柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用及吸附方法，其特征在于：将茶叶水提物或柚皮水提物加水配制成水提物溶液并装入透析袋中，调整重金属离子溶液的pH为酸性，然后将透析袋浸入所述重金属离子溶液中。本发明利用天然废弃物茶叶末和柚皮，以茶叶水提物或柚皮水提物吸附废水中的重金属离子，属于废物利用，成本低廉；且与其他天然吸附剂相比，茶叶末和柚皮不需要特殊的处理，其水提物的制备过程简单，操作方便；且无生态毒性，不会产生二次污染；更主要的，本发明茶叶水提物或柚皮水提物对重金属离子具有非常优越的吸附性能，可应用与电镀工业、塑料工业、电子工业、矿山开采等领域排放的废水的处理。
【专利说明】茶叶水提物或柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用及吸附方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及茶叶水提物或柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用及使用茶叶水提物或柚皮水提物吸附重金属离子的方法。
【背景技术】
[0002]随着工业技术的发展，工业废水中的重金属离子污染变得日益严重。其可溶性盐随着污水的排放而使得自然界中的海洋、江河、湖泊和农田等备受污染，如不加以控制，就会威胁到人类的健康和生存。铜是工业界经常使用的元素，铜离子污染也成为全球关注的重点问题。国家污水综合排放标准明文规定铜废水的一级排放标准为总铜含量小于5.0mg/L，农田灌溉水质标准为总铜含量小于0.5mg/L。因而，消除重金属离子污染成为当务之急。[0003]吸附法在对含重金属的废水处理中显示出了较高的研究价值。一些经过化学沉淀及其他方法等处理后的含微量重金属的污废水尤其适应于此方法，使其达到污水排放标准。吸附法最重要的是吸附剂的选择。已经有很多物质被用来当做重金属的吸附剂，如鸭粪(项红珍，陈玉成，李向前，等.鸭粪对Cu、Zn的吸附一解吸研究.中国农学通报，2012，28(32): 31-34)，阳离子树脂(赵蜀南.阳离子树脂在处理重金属离子废水中的应用.科技创新导报，2012，25:144-145)，沸石(金兰淑，高湘骥，刘洋，等.4A沸石对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除.环境工程学报，2012，6 (5): 1599-1603)以及其他生物吸附剂(Brinza L, Dring M J, Gavrilescu M.Marine micro and macro algal speciesas biosorbents for heavy metals[J].Environmental Engineering and ManagementJournal, 2007, 6(3):237-251.Das S K, Das A R, Guha A K.A study on the adsorptionmechanism of mercury on Aspergillums versicolor biomass[J].EnvironmentalScience and Technology, 2007, 41:8281-8287.Lin C C,Lai Y T.Adsorption andrecovery of lead from aqueous solutions by immobilized Pseudomonas aeruginosaPU21beads [J].Journal of Hazardous Material, 2005，137 (I): 99-105)等。但是，这些吸附剂同时也存在一些问题，如有的吸附容量有限，有的吸附性能不高，有的存在二次污染。因此，针对特定的重金属，发展与寻求绿色性价比高的吸附剂在环保意识日益增强的当今社会具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为避免上述现有技术所存在的不足之处，利用废弃的天然产物的水提取物吸附重金属离子，提供茶叶水提物和柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用及使用茶叶水提物和柚皮水提物吸附重金属离子的方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]茶叶水提物或柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用，如将茶叶水提物或柚皮水提物用作重金属离子吸附剂，或者利用茶叶水提物或柚皮水提物吸附废水中的重金属离子，或者利用茶叶水提物或柚皮水提物选择性吸附溶液中的重金属离子。
[0007]其中，所述重金属离子优选为铜离子。
[0008]所述重金属离子以可溶性盐的形式存在，如硝酸盐。
[0009]本发明使用茶叶水提物或柚皮水提物吸附重金属离子的方法，其特点在于:
[0010]将茶叶水提物或柚皮水提物加水配制成水提物溶液并装入透析袋中，调整重金属离子溶液的PH为酸性，然后将所述透析袋浸入所述重金属离子溶液中。
[0011]所述茶叶水提物的制备方法为:将茶叶粉碎成末加入去离子水中，在70°C提取2~3次，每次提取时间为1.5~2.5小时，每次提取后将提取液离心获得上清液，合并每次提取后获得的上清液，浓缩并冷冻干燥得粉末状茶叶水提物，冷冻干燥时间为16h，冷阱温度为-40°C ;所述茶叶的质量与去离子水的体积比例为lg:30ml ；
[0012]所述柚皮水提物的制备方法为:将柚皮粉碎成末加入去离子水中，在80°C提取2~3次，每次提取时间为2.5~3.5小时，每次提取后将提取液离心获得上清液，合并每次提取后获得的上清液，浓缩并冷冻干燥得粉末状柚皮水提物，冷冻干燥时间为20h，冷阱温度为-40°C ;所述茶叶的质量与去离子水的体积比例为2g:30ml ；
[0013]将重金属离子溶液的pH调整为酸性，优选pH为2-5。调整方法是将HNO3配制成浓度为0.0001-0.01mol的稀酸溶液，加入重金属离子溶液中并用pH计测定重金属离子溶液。
[0014]将所述透析袋浸入重金属离子溶液中后，常温下即可完成吸附，温度变化对吸附率略有影响，保持溶液温度为O~50°C均可，优选20-30°C。
[0015]利用水提物吸附重金属离子，随着重金属离子的初始浓度的增加，单位重量水提物的吸附容量会逐渐增加，本发明所述水提物溶液溶液的浓度范围优选为50-200mg/L。所述重金属离子溶液中重金属离子的摩尔量与水提物溶液中水提物质量的比例为3.906~15.625mol/kg。
[0016]将水提物溶液加入重金属离子溶液后，水提物即刻开始吸附重金属离子，随着时间的增加，吸附量逐渐增加，最终达到平衡。本发明控制吸附时间为10min-1440min。
[0017]本发明使用茶叶水提物或柚皮水提物吸附重金属离子的方法，其吸附率和吸附量的检测步骤如下:
[0018]使用水提物吸附重金属离子后，重金属离子溶液初始浓度和吸附后透析袋外重金属浓度采用ICP-OES (电感耦合等离子体发射光谱)法测定，然后按照(I)式计算重金属离子的吸附率q，按照(2)式计算重金属离子的吸附量X。
[0019]
【权利要求】
1.茶叶水提物或柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用。
2.根据权利要求1所述的茶叶水提物或柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用，其特征在于:所述重金属离子为Cu2+离子。
3.根据权利要求1或2所述的茶叶水提物或柚皮水提物在吸附重金属离子中的应用，其特征在于:所述重金属离子以可溶性盐的形式存在。
4.使用茶叶水提物或柚皮水提物吸附重金属离子的方法，其特征在于: 将茶叶水提物或柚皮水提物加水配制成水提物溶液并装入透析袋中，调整重金属离子溶液的PH为酸性，然后将所述透析袋浸入所述重金属离子溶液中。
5.根据权利要求4所述的使用茶叶水提物或柚皮水提物吸附重金属离子的方法，其特征在于: 所述茶叶水提物的制备方法为:将茶叶粉碎成末加入去离子水中，在70°C提取2~3次，每次提取时间为1.5~2.5小时，每次提取后将提取液离心获得上清液，合并每次提取后获得的上清液，浓缩并冷冻干燥得粉末状茶叶水提物，冷冻干燥时间为16h，冷阱温度为-40°C ;所述茶叶的质量与去离子水的体积比例为lg:30ml ； 所述柚皮水提物的制备方法为:将柚皮粉碎成末加入去离子水中，在80°C提取2~3次，每次提取时间为2.5~3.5小时，每次提取后将提取液离心获得上清液，合并每次提取后获得的上清液，浓缩并冷冻干燥得粉末状柚皮水提物，冷冻干燥时间为20h，冷阱温度为-40°C ;所述茶叶的质量与去离子水的体积比例为2g:30ml。
6.根据权利要求4所述的使用茶叶水提物或柚皮水提物吸附重金属离子的方法，其特征在于:所述pH为2-5。
7.根据权利要求4所述的使用茶叶水提物或柚皮水提物吸附重金属离子的方法，其特征在于:将所述透析袋浸入重金属离子溶液中后，保持重金属离子溶液温度为O~50°C。
8.根据权利要求4所述的使用茶叶水提物或柚皮水提物吸附重金属离子的方法，其特征在于:所述水提物溶液浓度为50mg/L~200mg/L ;所述重金属离子溶液中重金属离子的摩尔量与水提物溶液中水提物质量的比例为3.906~15.625mol/kg。
【文档编号】C02F1/28GK103922435SQ201410163859
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】陈龙胜, 陈世金, 许舒雯 申请人:安徽省应用技术研究院