本發(fā)明涉及一種以水葫蘆為原料制備磁性吸附材料的方法。

背景技術：

水葫蘆(Water hyacinth，或稱為鳳眼蓮)，屬于雨久花科，多年生浮游草本植物，根系發(fā)達，并懸垂于水中，原產(chǎn)于南美，大約在20世紀30年代作為畜禽飼料引入我國。隨后發(fā)現(xiàn)其能起到凈化水體的作用，國內(nèi)外對其凈化養(yǎng)殖污水和生活污水的研究取得了很多進展。

研究表明，一定條件下，水葫蘆生長迅速，對污水凈化效率明顯優(yōu)于一般水生植物，能有效地去除水中的氮、磷等營養(yǎng)元素，降低COD、BOD，吸收和富集各種重金屬、有毒化合物，而且還能控制藻類生長，使富營養(yǎng)化水體變清，然而，另一方面，水葫蘆在富營養(yǎng)化水體中的迅速繁衍，在管理跟不上時，其會堵塞河道，腐敗后污染水質(zhì)，妨礙其它水生植物生長，造成生態(tài)失衡，現(xiàn)已被列為世界十大害草之一。

利用水葫蘆制成粉末作為吸附材料只能簡單的吸附特定的重金屬離子，而且吸附效果不是很好，只是簡單的將水葫蘆烘干打成粉末。還有將水葫蘆變成生物質(zhì)炭用來吸附，但是在高溫下熱解耗能嚴重，不利于長遠發(fā)展。

工業(yè)上常用的吸附劑有：活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩等，另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。吸附劑中活性炭應用于水處理已有幾十年的歷史。60年代后有很大發(fā)展，國內(nèi)外的科研工作者已在活性炭的研制以及應用研究方面作了大量的工作。制作活性炭的原料種類多、來源豐富。包括動植物(如木材、鋸木屑、木炭、谷殼、椰子殼、稻麥桿、堅果殼、脫脂牛骨、魚骨等)、煤(泥煤、褐煤、瀝青煤、無煙煤等)、石油副產(chǎn)物(石油殘渣、石油焦等)、紙漿廢物、合成樹脂以及其他有機物(如廢輪胎)等。是將木炭、果殼、煤等含碳原料經(jīng)炭化、活化后制成的。但是制備活性炭的的成本較高，不利于工業(yè)發(fā)展。

本發(fā)明涉及一種以水葫蘆為原料制備磁性吸附材料的方法，該方法采用水熱合成法在低溫下將水葫蘆轉(zhuǎn)變成一種磁性吸附材料。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的高耗能制備活性炭，以及對環(huán)境和成本等缺點。通過紅外光譜，吸附率，BET，SEM等測試表明該方法效果明顯，在吸附領域有很好的應用前景。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于找到一種將廢物有效利用，解決環(huán)境污染問題，制備水葫蘆吸附材料的方法，并能有效應用于工業(yè)化生產(chǎn)中。

基于上述目的，本發(fā)明制備的磁性吸附劑材料，由以下原料按照各自重量份配比組成。

優(yōu)選地，所述的水葫蘆是取自太湖之中。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了如下制備方法，其包括如下步驟：步驟一：按既定用量稱取各原料，即取水葫蘆粉末6g、氯化鋅9g、六水三氯化鐵2g、去離子水50ml、NaOH溶液20ml；步驟二：將稱取的水葫蘆、氯化鋅、去離子水和密封于100ml的聚四氟乙烯的高壓反應釜中，溫度在180℃下反應6h；步驟三：冷卻至室溫，真空過濾并用去離子水洗滌，然后進行真空干燥，得到一種磁性吸附材料。

從上面所述可以看出，根據(jù)本發(fā)明提供的配方及制備方法所獲得的水葫蘆磁性吸附材料能夠在保持一定的硬度和強度的前提下，顯著提高材料的吸附性能，綜合吸附性能優(yōu)于傳統(tǒng)吸附材料的方案。該方法不采用高溫熱解可以有效限制能源的使用，減少對人體以及環(huán)境的傷害，而且其制備方法簡單、易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。該水葫蘆吸附材料可直接用于液體和氣體吸附，以制備室內(nèi)干燥劑、車內(nèi)除味劑、染料廢水吸附劑等各種吸附材料。

具體實施方式

以下是一種基于水熱合成制備方法的實施例，但所述實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。

實施例1

將廢棄的水葫蘆打撈后洗凈，在70℃下真空干燥24h。稱取干燥的水葫蘆6g和氯化鋅9g，量取50ml去離子水，NaOH溶液20ml，密封在100ml的聚四氟乙烯的高壓反應釜中，溫度在180℃下反應6h；冷卻至室溫，真空過濾并用去離子水洗滌，然后進行真空干燥得到水葫蘆炭質(zhì)前驅(qū)體。取上述水葫蘆炭質(zhì)前驅(qū)體和六水三氯化鐵混合，加入一定量的去離子水以及氫氧化鈉溶液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在180℃下恒溫6小時后冷卻至室溫過濾洗滌干燥，得到磁性吸附劑材料。

實施例2

將廢棄的水葫蘆打撈后洗凈，在70℃下真空干燥24h。稱取干燥的水葫蘆5g和氯化鋅8g，量取60ml去離子水，NaOH溶液20ml，密封在100ml的聚四氟乙烯的高壓反應釜中，溫度在190℃下反應7h；冷卻至室溫，真空過濾并用去離子水洗滌，然后進行真空干燥得到水葫蘆炭質(zhì)前驅(qū)體。取上述水葫蘆炭質(zhì)前驅(qū)體和六水三氯化鐵混合，加入一定量的去離子水以及氫氧化鈉溶液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在190℃下恒溫7小時后冷卻至室溫過濾洗滌干燥，得到磁性吸附劑材料。

實施例3

將廢棄的水葫蘆打撈后洗凈，在70℃下真空干燥24h。稱取干燥的水葫蘆6g和氯化鋅10g，量取40ml去離子水，NaOH溶液20ml，密封在100ml的聚四氟乙烯的高壓反應釜中，溫度在200℃下反應8h；冷卻至室溫，真空過濾并用去離子水洗滌，然后進行真空干燥得到水葫蘆炭質(zhì)前驅(qū)體。取上述水葫蘆炭質(zhì)前驅(qū)體和六水三氯化鐵混合，加入一定量的去離子水以及氫氧化鈉溶液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在200℃下恒溫8小時后冷卻至室溫過濾洗滌干燥，得到磁性吸附劑材料。

實施例4

將廢棄的水葫蘆打撈后洗凈，在70℃下真空干燥24h。稱取干燥的水葫蘆7g和氯化鋅10g，量取55ml去離子水，NaOH溶液20ml，密封在100ml的聚四氟乙烯的高壓反應釜中，溫度在210℃下反應9h；冷卻至室溫，真空過濾并用去離子水洗滌，然后進行真空干燥得到水葫蘆炭質(zhì)前驅(qū)體。取上述水葫蘆炭質(zhì)前驅(qū)體和六水三氯化鐵混合，加入一定量的去離子水以及氫氧化鈉溶液倒入聚四氟乙烯反應釜中，在210℃下恒溫9小時后冷卻至室溫過濾洗滌干燥，得到磁性吸附劑材料。

由此可見，本發(fā)明提供的水葫蘆材料及其制備方法具有以下特點：

(1)本發(fā)明主要的特點在于從資源化的角度來看待水葫蘆，充分利用水葫蘆的球狀莖的良好纖維結(jié)構(gòu)，將其變廢為寶，提高生物質(zhì)廢棄物的利用價值，有利保護環(huán)境。

(2)本發(fā)明所用的溫度不高，有利于節(jié)約能源。

(3)本發(fā)明原料來源充分，方法簡單可靠，成本低、適合大規(guī)模生產(chǎn)。

(4)本發(fā)明提供的水葫蘆生物質(zhì)炭的制備方法工藝簡單、生產(chǎn)周期短、可在現(xiàn)有反應釜設備上實施，易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，可用于生產(chǎn)除氣體、液體中的污染物等吸附劑。

上述實施例的描述應該被視為說明，易于理解的是，可在不脫離如在權利要求書中闡述的本發(fā)明的情況下使用上文闡述的特征的許多變化和組合，這類變化并不被視為脫離了本發(fā)明的精神和范圍，且所有這類變化都包括在以上權利要求書的范圍內(nèi)。