一种柠檬酸改性甲壳类废弃物吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过柠檬酸改性甲壳类废弃物的吸附剂的制备方法，属于吸附剂制备技术领域。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的迅猛发展，重金属开采、冶炼、加工工业的发展，造成不少重金属进入水体中，引起严重的环境污染。此外，重金属可在底泥、藻类中累积，能被贝类、鱼虾类等海产品富集，并通过食物链浓缩，造成畜类中毒，甚至死亡，会造成人体急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害，例如，日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染)等，都是由重金属污染引起的。由此可见，重金属污染的治理势在必行。
[0003]我国海产品种类繁多，产量超过世界的五分之一，海产品加工业近年来风波发展，在海产品加工过程中产生的废弃物，如蟹壳、虾壳等也日益增多，这类甲壳类废弃物比较坚硬，为垃圾处理增加了难度;此外这类甲壳类废弃物中所含的羟基、氨基等官能团可以与溶液中金属离子形成稳定的螯合物，甲壳类废弃物可作为制备吸附剂的原材料，既能变废为宝，还能降低污水的处理成本。因此，如何利用甲壳类废弃物制备一种经济环保、吸附容量高的吸附剂是本申请需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]针对现有甲壳类废弃物利用技术存在的不足，本发明提供一种成本低廉、工艺简单的柠檬酸改性甲壳类废弃物吸附剂的制备方法，该方法能够制备出吸附性能好的适宜去除水体中重金属离子的甲壳类废弃物吸附剂。
[0005]本发明的柠檬酸改性甲壳类废弃物吸附剂的制备方法，包括以下步骤:
[0006](I)将甲壳类废弃物(蟹壳、虾壳等)用水浸泡24?28小时，然后清洗净，烘干至恒重，粉碎至80?100目；
[0007](2)在70°C?80°C下，将粉碎的甲壳类废弃物浸泡于浓度0.5?lmol/L的HCl溶液中2?4小时，冷却后用蒸馏水冲洗至pH值6.5?7.0，烘干成固体；
[0008](3)将步骤(2)所得的固体浸泡到浓度为0.5?1.5mol/L的柠檬酸溶液中，形成混合液，将混合液置于80?900C的水浴中，以75?100转/分钟的转速的搅拌反应3?4小时；
[0009](4)将混合液冷却至室温，过滤，将固体颗粒在60?70°C干燥22?26小时，然后热处理，冷却后用蒸馏水清洗，烘干；
[0010](5)将步骤(4)中所得的产品浸泡于浓度0.5?lmol/L的NaCl溶液中，在温度为55?65°C条件下反应6?12小时，然后抽滤，清洗，烘干，得到柠檬酸改性甲壳类废弃物吸附剂。
[0011]所述步骤(I)和步骤(2)中的烘干温度为55?65°C。
[0012]所述步骤(2)中粉碎的甲壳类废弃物按照Ig: 20mL?40mL的比例浸泡于HCl溶液中。
[0013]所述步骤(3)中所得的固体按Ig:20mL?25mL的比例浸泡到柠檬酸溶液中。
[0014]所述步骤(4)中热处理是指在氩气保护下120?130°C热处理60?80分钟，在空气中100?120°C热处理90?110分钟。
[0015]所述步骤(5)中的烘干温度为45?55°C。
[0016]本发明原料成本低廉，工艺简单，制备的柠檬酸改性甲壳类废弃物吸附剂比普通的甲壳类废弃物具有很高的重金属去除率。本发明具有以下特点:
[0017](I)制备的柠檬酸改性甲壳类废弃物吸附剂，与原材料相比，对重金属的吸附效果显者提尚。
[0018](2)所采用的原材料来源广泛，价格低廉，可生物降解，环境属性良好，可有效降低废水的处理成本。
[0019](3)使用柠檬酸改性，可为甲壳类废弃物的综合利用提供新的途径，当代环境污染治理与控制中具有巨大的潜力和广泛的发展前景。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021](I)将蟹壳放在容器中用水浸泡26小时，然后清洗净，在60°C下烘干至恒重，放入粉碎机内粉碎，过100目筛；
[0022](2)在80°(:下，将4(^蟹壳浸泡于160011^浓度111101/1的!1(:1溶液中3.5小时，冷却后用蒸馏水冲洗至PH值7.0，置于60 0C烘箱中烘干；
[0023](3)将所得的固体2g浸泡到40mL浓度为1.0mol/L的柠檬酸溶液中，并置于80°C的水浴中，以10rpm(转/分钟)的搅拌速度下反应3小时；
[0024](4)3小时后将混合液冷却至室温，过滤，置于电热恒温干燥箱内，温度控制在70°C干燥24小时后，在氩气保护下130 0C热处理60分钟，在空气中110 °C热处理110分钟，冷却，用蒸馏水清洗，置于60 0C烘箱中烘干；
[0025](5)将所得的产品浸泡于浓度0.5moI/L的NaCl溶液中，在60 °C下反应12小时，抽滤，用用蒸馏水清洗，置于50°C烘箱中烘干，即得柠檬酸改性蟹壳吸附剂(CA1)。
[0026]将0.08g CAl置于10mL浓度为10mg/L的含铅废水(pH值值5.5)中，置于摇床上振荡，转速为120rpm(转/分钟)。24小时后，抽取5mL上清液，使之经过0.45ym PTFE膜过滤，用原子吸收分光光度计测定滤液中剩余铅离子浓度，得到CAl对铅的吸附容量为4.65mg/go
[0027]实施例2
[0028](I)将蟹壳放在容器中用水浸泡25小时，然后清洗净，在65°C下烘干至恒重，放入粉碎机内粉碎，过90目筛。
[0029](2)在80°C下，将20g蟹壳浸泡于400mL浓度0.5mol/L的HCl溶液中3小时，冷却后用蒸馈水冲洗至pH值6.5，置于65 °C烘箱中烘干。
[0030](3)将所得的固体2g浸泡到50mL浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液中，并置于90°C的水浴中，以80rpm的搅拌速度下反应4小时。
[0031](4)4小时后将混合液冷却至室温，过滤，置于电热恒温干燥箱内，温度控制在60°C干燥26小时后，在氩气保护下120°C热处理80分钟，在空气中100°C热处理90分钟，冷却，用蒸馏水清洗，置于60 0C烘箱中烘干。
[0032](5)将所得的产品浸泡于浓度lmol/L的NaCl溶液中，在温度为65°C条件下反应6小时，抽滤，用用蒸馏水清洗，置于55°C烘箱中烘干，即得柠檬酸改性蟹壳吸附剂(CA2)。
[0033]将0.2g CA2置于10mL浓度为10mg/L的含铅废水(pH值5.0)中，置于摇床上振荡，转速为120印111。24小时后，抽取5mL上清液，使之经过0.45μπι PTFE膜过滤，用原子吸收分光光度计测定滤液中剩余铅离子浓度，得到CA2对铅的吸附容量为4.73mg/go
[0034]实施例3
[0035](I)将虾壳放在容器中用水浸泡24小时，然后清洗净，在55 °C下烘干至恒重，放入粉碎机内粉碎，过90目筛。
[0036](2)在700C下，将40g虾壳浸泡于1500mL浓度0.8mol/L的HCl溶液中2小时，冷却后用蒸馈水冲洗至pH值6