專利名稱：一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物吸附劑領(lǐng)域，特別涉及一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鉻及其化合物在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，冶金、化工、礦物工程、電鍍、制革、染料、制藥、 輕工紡染織、鉻鹽及鉻化物的生產(chǎn)等一系列行業(yè)，都會(huì)產(chǎn)生大量的含鉻廢水。鉻的化合物以三價(jià)和六價(jià)的化合物最為常見(jiàn)，其毒性則以六價(jià)的高；六價(jià)鉻是很容易被人體吸收的，它可通過(guò)消化、呼吸道、皮膚及粘膜侵入人體。呼吸空氣中含有不同濃度的鉻酸酐時(shí)有不同程度的沙 、鼻粘膜萎縮，嚴(yán)重時(shí)還可使鼻中隔穿孔和支氣管擴(kuò)張等。經(jīng)消化道侵入時(shí)可引起嘔吐、腹疼。經(jīng)皮膚侵入時(shí)會(huì)產(chǎn)生皮炎和濕疹。危害最大的是長(zhǎng)期或短期接觸或吸入時(shí)有致癌危險(xiǎn)。隨著工業(yè)的發(fā)展，鉻污染越來(lái)越嚴(yán)重，因此，如何使廢水中的鉻含量降低到排放標(biāo)準(zhǔn)以下，消除鉻的危害并且有效回收廢水中的鉻是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)工作中面臨的一個(gè)非常突出的問(wèn)題。傳統(tǒng)的處理含鉻廢水的方法很多，如離子交換法、膜分離法、電解還原法、活性洗滌劑脫附法等，這些方法要么是廢水中的鉻無(wú)法回收利用，要么是治理后的廢水還不易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，費(fèi)用過(guò)高、甚至還會(huì)產(chǎn)生大量污泥，造成二次污染等問(wèn)題而不能被普遍推廣。 因此，尋求高效，經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的吸附劑去除廢水中鉻的技術(shù)顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法。該方法利用硫氰酸銨修飾海藻，增加海藻的吸附活性點(diǎn)，提高海藻吸附重金屬的能力。本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述方法制備得到的硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑；該吸附劑吸附效率和容量高、經(jīng)濟(jì)適用。本發(fā)明的再一目的在于提供上述硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑在吸附重金屬離子中的應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法，包括以下操作步驟(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)篩后用鹽酸浸泡，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；(2)向預(yù)處理后的海藻中加入硫氰酸銨和一氯乙酸，調(diào)節(jié)PH值后進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。步驟(1)所述過(guò)篩是過(guò)50 20目的篩子；所述鹽酸的濃度為0. lmol/L lmol/ L ；所述浸泡的時(shí)間為2 8h。步驟(2)所述硫氰酸銨與一氯乙酸的質(zhì)量比為0. 2 1 1 0. 2。
步驟(2)所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.2 1 1 0.2。步驟⑵所述調(diào)節(jié)pH值是調(diào)節(jié)pH值至0 7。步驟⑵所述修飾改性反應(yīng)的溫度為30 60°C，時(shí)間為1 6h。一種根據(jù)上述方法制備得到的硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。上述硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑在吸附重金屬離子中的應(yīng)用，所述重金屬離子為Cr6+。在應(yīng)用過(guò)程中，硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的投加量為每IOOmL的Cr6+溶液中投加1. 0 3. Og硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。所述Cr6+溶液的濃度為10 30mg/ L0本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果(1)海藻較其它生物體具有吸附Cr6+能力強(qiáng)、改性方法簡(jiǎn)單和保存時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)；(2)本發(fā)明技術(shù)具有原料來(lái)源廣泛，改性過(guò)程簡(jiǎn)單，改性后形成的結(jié)構(gòu)良好，能在較低的PH下使用，且吸附容量大，去除效率高等優(yōu)點(diǎn)，是處理含Cr6+廢水的優(yōu)良方法；(3)本發(fā)明改性海藻生物型吸附劑能針對(duì)性地處理某種金屬離子，且處理效果高、 回收意義大；(4)本發(fā)明改性海藻生物型吸附劑可以降解，不會(huì)發(fā)生二次污染；(5)利用本發(fā)明改性海藻生物型吸附劑吸附Cr6+，吸附后的Cr6+可以用酸進(jìn)行洗脫，在吸附過(guò)程中存在吸附-解吸的動(dòng)態(tài)平衡，故可利用洗脫的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)重金屬用于回收，再生材料藻體重新使用；(6)分布廣泛，容易收集，可篩選適宜的藻類作為吸附的生產(chǎn)原料，在適合的條件下進(jìn)行人工培養(yǎng)。


圖1為本發(fā)明制備的硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑與原藻和物理改性藻分別吸附六價(jià)鉻的對(duì)比關(guān)系圖，其中橫坐標(biāo)為吸附時(shí)間，縱坐標(biāo)為吸附率。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1 (1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)20目篩后用濃度為0. 3mol/L的鹽酸浸泡4h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為0.2 1的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.2 1，調(diào)節(jié)pH值至3，在溫度30°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)6h后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加1. Og的量，加入到濃度為14mg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附2h后，吸附率達(dá)40%。實(shí)施例2 (1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)50目篩后用濃度為0. 2mol/L的鹽酸浸泡6h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為0.6 1的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.5 1，調(diào)節(jié)pH值至4，在溫度30°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)4h后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加3. Og的量，加入到濃度為30mg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)65%。
實(shí)施例3
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)30目篩后用濃度為0. lmol/L的鹽酸浸泡8h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為0.8 1的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.8 1，調(diào)節(jié)pH值至4，在溫度30°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)證后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加2. Og的量，加入到濃度為Hmg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)69%。
實(shí)施例4
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)40目篩后用濃度為lmol/L的鹽酸浸泡池，得到混合液； 將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為0.4 1的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.9 1，調(diào)節(jié)pH值至3，在溫度35°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)4h后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加2. Og的量，加入到濃度為10mg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)42%。
實(shí)施例5
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)20目篩后用濃度為0. 8mol/L的鹽酸浸泡3h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為1 1的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為1 1，調(diào)節(jié)PH值至1，在溫度40°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)； 反應(yīng)池后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加2. Og的量，加入到濃度為20mg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)44%。
實(shí)施例6
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)30目篩后用濃度為0. 5mol/L的鹽酸浸泡5h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為1 0.6的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.3 1，調(diào)節(jié)pH值至2，在溫度30°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)證后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加2. 5g的量，加入到濃度為Hmg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)55%。
實(shí)施例7
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)50目篩后用濃度為0. 2mol/L的鹽酸浸泡6h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為1 0.6的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.4 1，調(diào)節(jié)pH值至2，在溫度50°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)池后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加1. 5g的量，加入到濃度為30mg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)46%。
實(shí)施例8
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)20目篩后用濃度為0. 3mol/L的鹽酸浸泡4h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為1 0.8的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為1 0.2，調(diào)節(jié)pH值至1，在溫度60°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)4h后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加2g的量， 加入到濃度為25mg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)44%。
實(shí)施例9
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)40目篩后用濃度為0. 3mol/L的鹽酸浸泡4h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為1 0.4的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.7 1，調(diào)節(jié)pH值至1，在溫度60°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)Ih后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加2. 5g的量，加入到濃度為30mg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)61 %。
實(shí)施例10
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)20目篩后用濃度為0. 2mol/L的鹽酸浸泡6h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為1 0. 2的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.9 1，調(diào)節(jié)pH值至2，在溫度40°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)他后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加3g的量， 加入到濃度為Hmg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附池后，吸附率達(dá)63%。
實(shí)施例11
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)50目篩后用濃度為0. 3mol/L的鹽酸浸泡4h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為1 0.6的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為1 0.1，調(diào)節(jié)PH值至2，在溫度35°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)他后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加2. Sg的量，加入到濃度為Hmg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附4h后，吸附率達(dá)55%。
實(shí)施例12
(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)30目篩后用濃度為0.3mol/L的鹽酸浸泡4h，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；
(2)向預(yù)處理后的海藻中加入質(zhì)量比為1 0.6的硫氰酸銨和一氯乙酸，所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.7 1，調(diào)節(jié)pH值至2，在溫度45°C下進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)他后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
將所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑按照每IOOmL的Cr6+溶液中投加1. 6g的量，加入到濃度為Hmg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附他后，吸附率達(dá)76%。
實(shí)施例13
將原藻、物理改性藻(物理改性藻是將原藻用0. lmol/L鹽酸溶液浸泡，并用六聯(lián)攪拌器攪拌他，過(guò)濾，然后用去離子水沖洗到中性，置于烘箱中，60°C下烘干得到)和實(shí)施例11所得硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑(即圖1標(biāo)示的硫氰酸銨改性藻)分別按照每 IOOmL的Cr6+溶液中投加1. Og的量，加入到濃度為Hmg/L的Cr6+溶液中，攪拌吸附，測(cè)試吸附不同時(shí)間后各自的吸附率，結(jié)果如圖1所示。
從圖1可見(jiàn)，硫氰酸銨改性后的海藻生物吸附劑吸附的能力大大高于原藻和物理改性藻，可見(jiàn)經(jīng)過(guò)本發(fā)明改性后的吸附劑吸附性能優(yōu)越。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟(1)將海藻烘干，磨碎，過(guò)篩后用鹽酸浸泡，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；(2)向預(yù)處理后的海藻中加入硫氰酸銨和一氯乙酸，調(diào)節(jié)PH值后進(jìn)行修飾改性反應(yīng)； 反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法，其特征在于步驟⑴所述過(guò)篩是過(guò)20 50目的篩子；所述鹽酸的濃度為0. lmol/L lmol/L ；所述浸泡的時(shí)間為2 8h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法，其特征在于步驟(2)所述硫氰酸銨與一氯乙酸的質(zhì)量比為0. 2 1 1 0. 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法，其特征在于步驟(2)所述預(yù)處理后的海藻與硫氰酸銨的質(zhì)量比為0.2 1 1 0.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法，其特征在于步驟(2)所述調(diào)節(jié)pH值是調(diào)節(jié)pH值至0 7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法，其特征在于步驟(2)所述修飾改性反應(yīng)的溫度為30 60°C，時(shí)間為1 6h。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制備得到的硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑在吸附重金屬離子中的應(yīng)用，其特征在于所述重金屬離子為Cr6+。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于所述硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的投加量為每IOOmL的Cr6+溶液中投加1. 0 3. Og硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于所述Cr6+溶液的濃度為10 30mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑的制備方法。該方法包括以下步驟將海藻烘干，磨碎，過(guò)篩后用鹽酸浸泡，得到混合液；將混合液進(jìn)行過(guò)濾，沖洗，烘干，得到預(yù)處理后的海藻；將預(yù)處理后的海藻烘干，加入硫氰酸銨和一氯乙酸，調(diào)節(jié)pH值后進(jìn)行修飾改性反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，沖洗，烘干，得到硫氰酸銨改性海藻生物型吸附劑。利用本發(fā)明改性海藻生物型吸附劑吸附Cr6+，吸附后的Cr6+可以用酸進(jìn)行洗脫，實(shí)現(xiàn)重金屬用于回收，再生材料重新使用。本發(fā)明利用硫氰酸銨修飾海藻，增加海藻的吸附活性點(diǎn)，提高海藻吸附重金屬的能力，本發(fā)明的吸附劑吸附效率和容量高、經(jīng)濟(jì)適用。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102500334SQ20111034908
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者萬(wàn)俊杰, 何志海, 何迎君, 劉世勁, 周祿成, 曹宏芬, 梁智麗, 羅浩杰, 肖桂娜, 駱瑞萍, 黃遠(yuǎn)超 申請(qǐng)人:廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院