量，计算的吸附量结果见表1。
[0033]表1:不同pH值对磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的影响
[0035]由表1可知，不同pH条件对吸附影响较大。pH从3~5,吸附量缓慢增加，并在pH为5 时达到最大值，然后随着PH升高，吸附量逐渐降低。
[0036]磁性壳聚糖/生物炭复合材料的扫描电镜图如图1。由图1可见，吸附剂表面粗糙， 孔隙较多，而这些孔隙对五价砷的去除起到重要作用。磁性壳聚糖/生物炭复合材料的红外 光谱示意图如图2。由图2可见，吸附剂含有大量的羟基和氨基等活性官能团，从而导致该吸 附剂能有效与五价砷离子发生反应，实现对五价砷的有效吸附。图3为磁性壳聚糖/生物炭 复合材料的磁滞曲线图，表明磁性壳聚糖/生物炭复合材料具备良好的超顺磁性，将其作为 吸附剂使用能够很好的实现固液分离和回收利用。
[0037] 实施例2:
[0038] -种本发明所述的利用磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法， 包括以下步骤：
[0039] 1.吸附剂的制备
[0040]本步骤与实施例1的步骤1相同。
[0041 ] 2.对五价砷废水进行处理
[0042] 配制10份15mg/L的五价砷溶液，用lmol/L的盐酸或氢氧化钠调节pH为5。加入上述 磁性壳聚糖/生物炭复合材料吸附剂，吸附剂用量为lg/L。分别置于水浴恒温振荡箱中，保 持温度为25°C，转速为150转/分钟，振荡时间分别为5，15，30，60，120，180，360，720，1080， 1440分钟。反应结束后，用磁铁将复合材料从废水中分离，用原子荧光仪测定废水中未被吸 附的五价砷离子的浓度的含量，计算的吸附量结果见表2。
[0043]表2:不同时间内磁性壳聚糖/生物炭复合材料对废水中五价砷的吸附量
[0045] 由表2可知，磁性壳聚糖/生物炭复合材料对水中五价砷的吸附量随时间增加不断 上升，180分钟后，五价砷吸附量趋于稳定，即磁性壳聚糖/生物炭复合材料吸附五价砷的吸 附平衡时间为3h。
[0046] 实施例3:
[0047] -种本发明所述的利用磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法， 包括以下步骤：
[0048] 1.吸附剂的制备
[0049] 本步骤与实施例1的步骤1相同。
[0050] 2.对五价砷废水进行处理
[0051 ] 分别配制浓度为2、5、10、15、20mg/L的五价砷溶液，用lmol/L的盐酸或氢氧化钠调 节PH为5。加入上述磁性壳聚糖/生物炭复合材料，吸附剂用量为lg/L。分别置于水浴恒温振 荡箱中，保持温度为25°C，转速为150转/分钟，振荡24h后用磁铁将复合材料从废水中分离， 完成对五价砷废水的处理。用原子荧光仪测定废水中未被吸附的五价砷离子的浓度的含 量，计算的吸附量结果见表3。
[0052]表3:磁性壳聚糖/生物炭复合材料对不同浓度含五价砷废水的吸附
[0054]由表3可知，磁性壳聚糖/生物炭复合材料对水中五价砷的吸附量随着五价砷溶液 初始浓度的增加不断上升，五价砷溶液初始浓度为20mg/L时，五价砷吸附量为13.37mg/g。 [0055] 实施例4:
[0056] 一种本发明所述的利用磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法， 包括以下步骤：
[0057] 1.吸附剂的制备
[0058]本步骤与实施例1的步骤1相同。
[0059] 2.对五价砷废水进行处理
[0000] 配制3份15mg/L的五价砷溶液，用lmol/L的盐酸或氢氧化钠调节pH为5。加入上述 磁性壳聚糖/生物炭复合材料，吸附剂用量为lg/L。分别置于25,35,45°C水浴恒温振荡箱 中，转速为150转/分钟，振荡24h后用磁铁将复合材料从废水中分离，完成对五价砷废水的 处理。用原子荧光仪测定废水中未被吸附的五价砷离子的浓度的含量，计算的吸附量结果 见表4。
[0061]表4:不同温度下磁性壳聚糖/生物炭复合材料对含五价砷废水的吸附
[0063]由表4可知，反应温度的增加对五价砷离子吸附有利，反应温度为25°C时，吸附量 为11.904mg/g，当反应温度升高到45°C时，吸附量上升至14.264mg/g。
[0064]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例， 与本发明构思无实质性差异的各种工艺方案均在本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法，所述方法包括以下步 骤:向含浓度为0.2~50mg/L的五价砷废水中加入该复合材料，复合材料使用量为1~2g/L， 调节pH值为3~11，在反应温度为10~50°C的恒温振荡器中，控制振荡器转速100~200转/ 分钟，振荡反应〇~24h，反应完成后用磁铁将复合物与废水分离，完成对五价砷的去除。2. 根据权利要求1所述的利用磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法， 其特征在于，所述磁性壳聚糖/生物炭复合材料是通过以下步骤制备得到： (1) 取0.4~0.6mol的FeCl3 · 6H20与0.2~(h4mol的FeCh · 4H20融入200~240mL超纯水 中，混合均匀，在50~60°C水浴条件下逐滴加入lmol/L NaOH溶液，直至pH为8.5~9.5，搅拌 lOmin后，并调节温度上升至60~70°C，再加入0.6~0.8mL吐温80，持续搅拌30~50min后调 节pH至中性，洗涤3~5次，并在30~50°C下超声分散40min，定容后，得到质量浓度为30~ 40g/L的磁流体； (2) 取2~4g壳聚糖溶于体积百分数为1~2%的乙酸溶液中，配制成质量百分数为2~ 4 %壳聚糖溶液。 (3) 将水稻生物质在空气中自然干燥2~4天，然后在50~60°C条件下干燥48h，研磨，过 150目筛。把过好筛处理过的水稻生物质放入管式炉中，400~600°C，通犯，烧1~2h，即得到 水稻生物炭。最后将所得生物炭研磨，再过150目筛； (4) 将步骤(2)中的壳聚糖溶液加入到一个三颈烧瓶中，将三颈烧瓶置于恒温水浴锅中 保持反应温度50~60°C，在转速200~400转/分钟条件下，向三颈烧瓶中逐滴加入10~20mL 步骤（1)中的磁流体，搅拌30分钟后，取1~2g步骤(3)中的生物炭，加入到三颈烧瓶中，继续 搅拌50~60分钟，加入4~5mL25 %戊二醛溶液后，搅拌直至形成凝胶，然后用lmol/L的NaOH 调节pH为8.0~10.0，继续搅拌1~2h，所得产物经冷却，分离、洗涤至中性后，50~60°C烘 干、研磨、过150目筛，即得到磁性壳聚糖/生物炭复合材料。3. 根据权利要求1所述的利用磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法， 其特征在于:所述废水中砷的浓度控制在10~20mg/L。4. 根据权利要求1所述的利用磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法， 其特征在于:所述吸附反应的pH值为4~6。5. 根据权利要求1所述的利用磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法， 其特征在于:所述吸附反应温度为25~45°C。6. 根据权利要求1所述的利用磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法， 所述分离步骤为利用磁铁分离。
【专利摘要】本发明公开了一种磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法，所述方法包括以下步骤：向含浓度为0.2～50mg/L的五价砷废水中加入该复合材料，复合材料使用量为1～2g/L，调节pH值为3～11，在反应温度为10～50℃的恒温振荡器中，控制振荡器转速100～200转/分钟，振荡反应0～24h，反应完成后用磁铁将复合物与废水分离，完成对五价砷的去除。该方法具有成本低廉，原料来源广泛，制备过程简单，吸附性能高且易分离、环境友好等优点。
【IPC分类】C02F1/28, C02F101/10, B01J20/30, B01J20/24
【公开号】CN105540726
【申请号】CN201610129981
【发明人】黄斌艳, 刘云国, 李斌, 曾光明, 曾伟, 刘少博, 李婷婷
【申请人】湖南大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月8日