标准筛得到待改性茶渣；将待改性茶渣加入到氯化铁和硝酸铝的混合溶液中，在60°C下一边搅拌一边加入氢氧化钠将混合溶液的PH值调节到5.0 ;然后继续搅拌0.5h，取出沉淀物放入110°C烘箱中干燥4h，得到改性后的茶渣(此时茶渣上负载有氢氧化铁和氢氧化铝)；将改性后的茶渣用去离子水洗涤数次去除可溶性盐，在70°C烘箱中烘干即可得到茶渣生物吸附剂。
[0032]取上述0.05g制备好的生物吸附剂放入装有pH为7.0、浓度为10mg/L的25mL的模拟氟超标饮用水溶液中的离心管，在温度为25±2°C，转速为300r/min的恒温摇床中震荡2h后，过滤测的吸附后溶液中氟离子浓度，试验三次平行。
[0033]经过计算该条件下吸附剂对氟的去除率为94.3%，吸附后的溶液中残留的氟离子浓度为0.57mg/L，铁浓度为0.0481mg/L，铝浓度为0.0975mg/L均低于国家标准。
[0034]实施例3
[0035]将10.0g茶渣放入10mL的0.02M硫酸溶液中，在70°C温水下水浴3h去除茶渣中色素；水浴后用去离子水洗涤数次后在70°C烘箱中干燥3h，烘干后粉碎过60目标准筛得到待改性茶渣；将待改性茶渣加入到氯化铁和硝酸铝的混合溶液中，在60°C下一边搅拌一边加入氢氧化钠将混合溶液的PH值调节到5.0 ;然后继续搅拌0.5h，取出沉淀物放入110°C烘箱中干燥4h，得到改性后的茶渣(此时茶渣上负载有氢氧化铁和氢氧化铝)；将改性后的茶渣用去离子水洗涤数次去除可溶性盐，在70°C烘箱中烘干即可得到茶渣生物吸附剂。
[0036]取上述0.05g制备好的生物吸附剂放入装有pH为8.0、浓度为10mg/L的25mL的模拟氟超标饮用水溶液中的离心管，在温度为25±2°C，转速为300r/min的恒温摇床中震荡2h后，过滤测的吸附后溶液中氟离子浓度，试验三次平行。
[0037]经过计算该条件下吸附剂对氟的去除率为92.8%，吸附后的溶液中残留的氟离子浓度为0.72mg/L，铁浓度为0.0515mg/L，铝浓度为0.1100mg/L均低于国家标准。
[0038]实施例4
[0039]将10.0g茶渣放入10mL的0.02M硫酸溶液中，在70°C温水下水浴3h去除茶渣中色素；水浴后用去离子水洗涤数次后在70°C烘箱中干燥3h，烘干后粉碎过60目标准筛得到待改性茶渣；将待改性茶渣加入到氯化铁和硝酸铝的混合溶液中，在60°C下一边搅拌一边加入氢氧化钠将混合溶液的PH值调节到5.0 ;然后继续搅拌0.5h，取出沉淀物放入100°C烘箱中干燥2h，得到改性后的茶渣(此时茶渣上负载有氢氧化铁和氢氧化铝)；将改性后的茶渣用去离子水洗涤数次去除可溶性盐，在70°C烘箱中烘干即可得到茶渣生物吸附剂。
[0040]取上述0.05g制备好的生物吸附剂放入装有pH为5.3、浓度为9.4mg/L的25mL的茯砖茶茶汤(l:50m/v制备)的离心管，在温度为30±1°C，转速为250r/min的恒温摇床中震荡30min后，过滤测的吸附后溶液中氟离子浓度、咖啡碱、儿茶素及pH值，试验三次平行。
[0041]经过计算该条件下吸附剂对氟的去除率为40%，吸附后茶汤中的咖啡碱含量和PH基本没有变化，儿茶素类损失仅有13%，茶汤色泽处理前后基本没有变化。
[0042]实施例5
[0043]将10.0g茶渣放入10mL的0.02M硫酸溶液中，在70°C温水下水浴3h去除茶渣中色素；水浴后用去离子水洗涤数次后在70°C烘箱中干燥3h，烘干后粉碎过60目标准筛得到待改性茶渣；将待改性茶渣加入到氯化铁和硝酸铝的混合溶液中，在60°C下一边搅拌一边加入氢氧化钠将混合溶液的PH值调节到5.0 ;然后继续搅拌0.5h，取出沉淀物放入100°C烘箱中干燥2h，得到改性后的茶渣(此时茶渣上负载有氢氧化铁和氢氧化铝)；将改性后的茶渣用去离子水洗涤数次去除可溶性盐，在70°C烘箱中烘干即可得到茶渣生物吸附剂。
[0044]取上述0.5g制备好的生物吸附剂放入装有pH为5.2、浓度为54.2mg/L的25mL的速溶茶茶汤(I: 50m/v制备)的离心管，在温度为30± 1°C，转速为250r/min的恒温摇床中震荡30min后，过滤测的吸附后溶液中氟离子浓度、咖啡碱、儿茶素及pH值，试验三次平行。
[0045]经过计算该条件下吸附剂对氟的去除率为51 %，吸附后茶汤中的咖啡碱含量和PH基本没有变化，儿茶素类损失仅有15%，茶汤色泽处理前后基本没有变化。
【主权项】
1.一种由茶渣改性制得除氟生物吸附剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将茶渣放入稀硫酸溶液中，在70?80°C温水下水浴I?3h去除茶渣中的色素；水浴后用去离子水洗涤数次后在70?100°C烘箱中干燥3?4h，烘干后得到待改性茶渣； (2)将粉末状的待改性茶渣加入到对氟有吸附作用的金属离子溶液中，在50?80°C下一边搅拌一边加入碱性化合物溶液将混合溶液的PH值调节到4.0?7.0 ;然后继续搅拌0.5?2h得到沉淀物，取出沉淀物放入70?150°C烘箱中干燥2?4h使金属离子的氢氧化物充分负载在茶渣上，得到改性后的茶渣； (3)将改性后的茶渣用去离子水洗涤数次去除可溶性盐，在70?100°C烘箱中烘干即可得到生物吸附剂。
2.根据权利要求1所述的由茶渣改性制得的除氟生物吸附剂的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，所述稀硫酸溶液的浓度为0.02M。
3.根据权利要求1所述的由茶渣改性制得的除氟生物吸附剂的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，所述金属离子为铝、铁、锆、稀土、钛中的一种或数种混合物，金属离子的总浓度为0.01?1.0Mo
4.根据权利要求1或2或3中的制备方法制得的生物吸附剂。
5.根据权利要求1或2或3中的制备方法制得的生物吸附剂在饮用水、茯砖茶茶汤及速溶茶除氟中的应用。
6.根据权利要求5所述的生物吸附剂的应用，其特征在于:本生物吸附剂吸附氟以后，将生物吸附剂浸泡在碱性化合物溶液中I?5h，即可再生并重复使用。
7.根据权利要求6所述的生物吸附剂的应用，其特征在于:所述碱性化合物溶液为质量浓度I?5%的氢氧化钠溶液。
【专利摘要】本发明涉及一种由茶渣改性制得的除氟生物吸附剂及其制备方法和应用。本发明首先通过硫酸去除茶渣中的可溶性色素等物质得到待改性的茶渣，然后将待改性的茶渣粉末浸没于铝、铁、锆、稀土、钛等金属离子的混合溶液中，在碱性条件下使生成的氢氧化物负载于茶渣中，随后高温干燥以确保氢氧化物能够充分负载在茶渣中，最后洗涤烘干制得除氟生物吸附剂。本生物吸附剂的主要原料为茶渣，来源广泛且价格低廉，本发明不但消除了茶渣废弃物及其造成的污染，而且为茶渣高值化利用提供了新的途径，解决了工业生产过程中茶渣难处理的问题。本生物吸附剂的制备过程反应条件温和，工艺路线简单易行，易于工业化操作，具备大规模推广应用的潜力。
【IPC分类】B01J20-30, B01J20-24, A23F3-20, C02F1-28, C02F1-58
【公开号】CN104525137
【申请号】CN201410735401
【发明人】蔡荟梅, 宛晓春, 彭传燚, 陈贵杰, 柯飞
【申请人】安徽农业大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月4日