一种用于处理废水中镍离子的吸附剂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于处理废水中镍离子的吸附剂，是以质量比为100:8‑12:40‑60:6‑10:5‑8:8‑12的花生壳、聚丙烯酸钠、水葫芦粉、硫脲、硝酸铈铵和羧甲基纤维素钠作为原料，通过微波加热法制成吸附剂。本发明专利技术制备的吸附剂具有原料来源广泛、成本低廉、比表面积大、吸附容量大、吸附效率高、制备工艺简单、环保易降解等优点，对镍离子具有很好的吸附性能，在工业废水处理中具有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸附材料
，具体是一种用于处理废水中镍离子的吸附剂。
技术介绍
近年来，随着重金属工业的发展、重金属废水未加处理的任意排放，导致了重金属离子在自然水体中的含量日益增加，由此所导致的水污染事件频频发生。重金属是造成环境污染问题的重要原因之一，当重金属进入到环境中，是不能被生物降解为无害物质的，同时水中的悬浮颗粒通过对重金属离子的吸附和沉淀作用，使得水体重金属长期污染就此产生。更有甚者，存在于生物体内的重金属经过累积、富集，还参与生物圈循环，危害人体健康，是对生态环境危害极大的一类污染物。水体重金属污染已经成为了全社会关注的一个世界性的的环境问题。镍是人体必需的微量元素之一，它在人体的作用是参与细胞激素和色素的代谢、生血、激活酶和形成辅酶等。一旦人体缺乏镍时，就易出现肝硬化、尿毒、肾衰、肝脂质和磷脂质代谢异常等疾病；但是，过量的镍也会使人易患鼻咽癌、皮肤炎、自血病等疾病，如今，镍被广乏应用于电镀、电池、印染等工业中，而随着这些工业废水排放到水体环境中，其中的镍又不能被生物降解和转化为无害物，而是通过食物链富集，因此最终对人类及其他生物造成严重的危害。因此，如何经济有效地处理含镍废水便成为我国重要的研究方向之一。含镍废水的处理方法较多，硫化物沉淀法、铁氧体法、浮选法、黄原酸酯适用于处理少量含镍废水，大量的含镍废水的处理含镍工业废水的处理方法包括化学沉淀法、混凝沉淀法、离子交换法、吸附法等。由于吸附法具有工艺流程简单、处理效果好、可操作性强等优点，因此在处理废水镍离子中得到广泛的应用。其中活性炭作为一种有效的废水处理吸附剂可用于大多数重金属、有机分子的除去且吸附能力强，只是活性炭资源有限，大批量治理废水造价高，寿命短，再生操作费用高，较难在经济尚不发达的地区得到广泛的应用。现有的高分子吸附剂、利用废弃物制备的吸附剂和复合吸附剂等也存在成本高、吸附效率低、易产生二次污染、无法实现循环利用等问题。因此，如何提高吸附剂的吸附效率，增加吸附剂的循环使用次数和减少吸附剂使用过程中造成的二次污染问题是当今的研究热点。
技术实现思路
本专利技术针对现有吸附剂存在的问题，提供一种比表面积大、吸附容量大、吸附效率高、成本低、制备工艺简单、安全环保的用于处理废水中镍离子的吸附剂。为了实现以上目的，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种用于处理废水中镍离子的吸附剂，是以质量比为100:8-12:40-60:6-10:5-8:8-12的花生壳、聚丙烯酸钠、水葫芦粉、硫脲、硝酸铈铵和羧甲基纤维素钠作为原料，通过微波加热法制成吸附剂，具体操作步骤如下：（1）将100份花生壳粉碎，加入氢氧化钠溶液浸泡4-6h,再用水洗涤花生壳粉至中性，得花生壳纤维素；在花生壳纤维素中加入8-12份聚丙烯酸钠，再加入100-120份水，混合均匀，在温度为60-80℃下干燥1-2h，得改性花生壳粉；(2)取水葫芦粉40-60份和硫脲6-10份加入超声波搅拌器，再加入适量水进行超声反应，将反应后的糊状物置于70-90℃的烘箱中加热干燥1-2h，得改性水葫芦粉；(3)将上述改性花生壳粉、改性水葫芦粉加入搅拌器，加入硝酸铈铵溶液5-8份和羧甲基纤维素钠8-12份，再加入水调成糊状，将糊状物放入微波加热设备，在温度为100-120℃下微波60-80min，冷却至室温，研磨，即得镍离子吸附剂。优选的，以上步骤（1）是将花生壳粉碎至40-60目。优选的，以上所述氢氧化钠的浓度为3-5mol/L。优选的，以上所述水葫芦粉是将水葫芦晒干至含水量为10%，然后粉碎至60目，即得水葫芦粉。优选的，以上步骤（2）所述的超声反应是在超声频率为60-80kHz下超声反应20-30min。优选的，以上步骤（3）所述微波的功率为200-300W。优选的，以上所述硝酸铈铵溶液的浓度为5mol/L。优选的，以上步骤（3）所述研磨是将物料研磨至粒径为0.5-1.0mm。与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果为：1、本专利技术制备的吸附剂具有原料来源广泛、成本低廉、比表面积大、吸附容量大、吸附效率高、制备工艺简单、环保易降解等优点，对镍离子具有很好的吸附性能，在工业废水处理中具有广阔的市场前景。2、本专利技术以农作物废弃物花生壳作为主要原料，不仅原料来源广泛，价格低廉，还能实现废弃物的资源化回收利用，扩宽花生壳的应用价值。3、本方法利用氢氧化钠和聚丙烯酸钠对花生壳进行改性，可以去除花生壳的色素、木质素和半纤维素等物质，由于聚丙烯酸钠分子链上具有大量的羧基等活性基团，可活化吸附位点，提高吸附剂的吸附性能。4、本专利技术以分布广泛、繁殖速度快、生长周期短的水葫芦作为原料，不但为水葫芦灾害提供了有效处理途径，水葫芦的多空结构可为重金属提供有效地吸附位点，同时水葫芦富含蛋白质、多糖及粗纤维等多种大分子物质，含有大量的羟基、羧基和氨基等官能团，可与重金属离子发生较为完全的络合反应，从而达到更好的吸附效果。5、本方法采用超声波处理水葫芦粉，能够快速破碎植物的细胞壁，使更多的内部功能团暴露出来与金属离子结合，对废水重金属镍离子的吸附效果显著提高。6、本专利技术采用硫脲对水葫芦粉进行改性，可以使吸附剂赋予更大的比表面积和吸附容量，提高吸附剂对镍离子的吸附性能。7、本方法在吸附剂的制备过程中加入硝酸铈铵，可提高吸附剂的吸附容量大和吸附效率。8、本专利技术采用微波法加热，具有加热速度快、受热体系温度均匀、耗能低等优点。9、本专利技术制备的吸附剂具有良好的吸附性能，其中吸附剂的比表面积为200-250m2/g，对镍离子的吸附率达到98%以上。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术进一步说明，但不限于本专利技术的保护范围。实施例1一种用于处理废水中镍离子的吸附剂，是以质量比为100:10:50:8:5:10的花生壳、聚丙烯酸钠、水葫芦粉、硫脲、硝酸铈铵和羧甲基纤维素钠作为原料，通过微波加热法制成吸附剂，具体操作步骤如下：（1）将100kg花生壳粉碎至40目，加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡5h,再用水洗涤花生壳粉至中性，得花生壳纤维素；在花生壳纤维素中加入10kg聚丙烯酸钠，再加入100kg水，混合均匀，在温度为70℃下干燥1.5h，得改性花生壳粉；(2)取水葫芦粉50kg和硫脲8kg加入超声波搅拌器，再加入100kg水,在超声频率为60kHz下超声反应30min，将反应后的糊状物置于70℃的烘箱中加热干燥2h，得改性水葫芦粉；(3)将上述改性花生壳粉、改性水葫芦粉加入搅拌器，加入硝酸铈铵溶液5kg和羧甲基纤维素钠10kg，再加入水调成糊状，将糊状物放入微波加热设备，在温度为100℃下微波80min，冷却至室温，将物料研磨至粒径为0.5mm，即得镍离子吸附剂。实施例2一种用于处理废水中镍离子的吸附剂，是以质量比为100:12:40:6:7:8的花生壳、聚丙烯酸钠、水葫芦粉、硫脲、硝酸铈铵和羧甲基纤维素钠作为原料，通过微波加热法制成吸附剂，具体操作步骤如下：（1）将100kg花生壳粉碎至40目，加入浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液浸泡4h,再用水洗涤花生壳粉至中性，得花生壳纤维素；在花生壳纤维素中加入12kg聚丙烯酸钠，再加入120kg水，混合均匀，在温度为60℃下干燥2h，得改性花生壳粉；(2)取水葫芦粉4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理废水中镍离子的吸附剂，其特征在于：是以质量比为100:8‑12:40‑60:6‑10:5‑8:8‑12的花生壳、聚丙烯酸钠、水葫芦粉、硫脲、硝酸铈铵和羧甲基纤维素钠作为原料，通过微波加热法制成吸附剂，具体操作步骤如下：（1）将100份花生壳粉碎，加入氢氧化钠溶液浸泡4‑6h,再用水洗涤花生壳粉至中性，得花生壳纤维素；在花生壳纤维素中加入8‑12份聚丙烯酸钠，再加入100‑120份水，混合均匀，在温度为60‑80℃下干燥1‑2h，得改性花生壳粉；(2)取水葫芦粉40‑60份和硫脲6‑10份加入超声波搅拌器，再加入适量水进行超声反应，将反应后的糊状物置于70‑90℃的烘箱中加热干燥1‑2h，得改性水葫芦粉；(3)将上述改性花生壳粉、改性水葫芦粉加入搅拌器，加入硝酸铈铵溶液5‑8份和羧甲基纤维素钠8‑12份，再加入水调成糊状，将糊状物放入微波加热设备，在温度为100‑120℃下微波60‑80min，冷却至室温，研磨，即得镍离子吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理废水中镍离子的吸附剂，其特征在于：是以质量比为100:8-12:40-60:6-10:5-8:8-12的花生壳、聚丙烯酸钠、水葫芦粉、硫脲、硝酸铈铵和羧甲基纤维素钠作为原料，通过微波加热法制成吸附剂，具体操作步骤如下：（1）将100份花生壳粉碎，加入氢氧化钠溶液浸泡4-6h,再用水洗涤花生壳粉至中性，得花生壳纤维素；在花生壳纤维素中加入8-12份聚丙烯酸钠，再加入100-120份水，混合均匀，在温度为60-80℃下干燥1-2h，得改性花生壳粉；(2)取水葫芦粉40-60份和硫脲6-10份加入超声波搅拌器，再加入适量水进行超声反应，将反应后的糊状物置于70-90℃的烘箱中加热干燥1-2h，得改性水葫芦粉；(3)将上述改性花生壳粉、改性水葫芦粉加入搅拌器，加入硝酸铈铵溶液5-8份和羧甲基纤维素钠8-12份，再加入水调成糊状，将糊状物放入微波加热设备，在温度为100-120℃下微波60-80min，冷却至室温，研磨，即得...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌雪木，
申请(专利权)人：广西南宁桂尔创环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45