一種利用植物葉製備淨化苯的生物吸附劑的方法與流程
2023-05-29 14:52:42
本發明涉及一種利用植物葉製備淨化苯的生物吸附劑的方法，它屬於一種環保原生態綠色生物吸附劑的生產方法。
背景技術：
國際衛生組織已經把苯定為強烈致癌物質，苯可以引起白血病和再生障礙性貧血也被醫學界公認。短期內吸入較高濃度苯後可發生亞急性苯中毒，出現頭昏、頭痛、乏力、失眠、月經紊亂等症狀，並可發生再生障礙性貧血、急性白血病，表現為迅速發展的貧血、出血、感染等。苯對女性的危害比對男性更多些，育齡婦女長期吸入苯會導致月經失調，孕期的婦女接觸苯時，妊娠併發症的發病率會顯著增高，甚至會導致胎兒先天缺陷。
2001年，中國消費者協會組織在北京和杭州兩地對部分裝修後的室內環境狀況進行了入室測試，結果發現半數樣本存在苯汙染，佔樣本總數的43.3％。
目前苯的處理方法有非平衡等離子淨化法、通風換氣法、植物淨化法、吸附法、靜電除塵法等。這些方法或者效果不佳吸附率低，亦或易產生飽和或伴隨有害氣體生成如臭氧等。
技術實現要素：
本發明的目的是解決現有淨化居室苯汙染的方法存在著吸附率低、吸附易飽和及易伴隨有害氣體生成的技術問題，提供一種利用植物葉製備淨化苯的生物吸附劑的方法。
本發明為解決上述技術問題而採用的技術方案是：
一種利用植物葉製備淨化苯的生物吸附劑的方法，其具體步驟如下：
(1)取樣：收集廢棄的文武柏落葉；
(2)清洗：將收集的文武柏落葉用蒸餾水清洗乾淨；
(3)烘乾：將洗淨的文武柏落葉置於60-100℃、6.67×102Pa乾燥箱中乾燥12-36h；
(4)切片：將乾燥的文武柏落葉切成碎片以便處理；
(5)鹼泡：將切成碎片的重量份為1～3份的文武柏落葉置於重量份為1～3份濃度為1.5％-3.0％的氫氧化鈉溶液中加熱至60℃-80℃，保溫20min-40min；
(6)漂洗：將步驟(5)鹼泡後的文武柏落葉碎片用蒸餾水多次反覆漂洗至中性；
(7)H2O2浸泡：將洗淨的文武柏落葉碎片置於重量份為1～3份濃度為25％-35％的H2O2溶液中浸泡20min-40min；
(8)漂洗：將H2O2處理後的文武柏落葉碎片用蒸餾水漂洗至中性；
(9)乾燥：將步驟(8)漂洗至中性的文武柏落葉碎片置於60℃-80℃電熱恆溫鼓風乾燥箱中乾燥；
(10)粉碎：乾燥後的文武柏落葉碎片用粉碎機粉碎後過60-80目篩，即製得生物吸附劑。
本發明採用生活中常見的植物廢料為原材料，對其進行改性製備出一種新型綠色環保的原生態生物吸附材料，解決了現有淨化居室苯汙染的方法存在著吸附率低、吸附易飽和及易伴隨有害氣體生成的技術問題，與背景技術相比，本發明具有吸附效率高、持續時間長和利用廢物等優點。
為表明本發明的吸附效果，應用二次回歸旋轉正交實驗組合設計對本發明製得的生物吸附劑進行系統研究，並通過與傳統的活性炭、竹炭、硅藻純等吸附試驗研究對比，表明相同條件下：本發明製得的文武柏樹葉對苯的吸附效果均大於硅藻純、竹炭及活性炭，其中硅藻純的吸附效果僅次於文武柏樹葉(見圖1)。
附圖說明
圖1是本發明製得文武柏樹葉生物吸附劑與活性炭、竹炭及硅藻純對笨吸附率的比較圖；
圖2是原始文武柏樹葉、本發明製得文武柏樹葉生物吸附劑和吸附PM2.5後的文武柏樹葉生物吸附劑的掃描電鏡圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步的詳細描述。
實施例1
本實施例中的一種利用植物葉製備淨化苯的生物吸附劑的方法，其具體步驟如下：
(1)取樣：收集廢棄的文武柏落葉；
(2)清洗：將收集的文武柏落葉用蒸餾水清洗乾淨；
(3)烘乾：將洗淨的文武柏落葉置於60℃、6.67×102Pa乾燥箱中乾燥36h；
(4)切片：將乾燥的文武柏落葉切成碎片以便處理；
(5)鹼泡：將切成碎片的重量份為1份的文武柏落葉置於重量份為1份濃度為1.5％的氫氧化鈉溶液中加熱至80℃，保溫20min；
(6)漂洗：將步驟(5)鹼泡後的文武柏落葉碎片用蒸餾水多次反覆漂洗至中性；
(7)H2O2浸泡：將洗淨的文武柏落葉碎片置於重量份為1份濃度為25％的H2O2溶液中浸泡40min；
(8)漂洗：將H2O2處理後的文武柏落葉碎片用蒸餾水漂洗至中性；
(9)乾燥：將步驟(8)漂洗至中性的文武柏落葉碎片置於60℃電熱恆溫鼓風乾燥箱中乾燥；
(10)粉碎：乾燥後的文武柏落葉碎片用粉碎機粉碎後過60目篩，即製得生物吸附劑。
實施例2
本實施例中的一種利用植物葉製備淨化苯的生物吸附劑的方法，其具體步驟如下：
(1)取樣：收集廢棄的文武柏落葉；
(2)清洗：將收集的文武柏落葉用蒸餾水清洗乾淨；
(3)烘乾：將洗淨的文武柏落葉置於100℃、6.67×102Pa乾燥箱中乾燥12h；
(4)切片：將乾燥的文武柏落葉切成碎片以便處理；
(5)鹼泡：將切成碎片的重量份為3份的文武柏落葉置於重量份為3份濃度為3.0％的氫氧化鈉溶液中加熱至60℃，保溫40min；
(6)漂洗：將步驟(5)鹼泡後的文武柏落葉碎片用蒸餾水多次反覆漂洗至中性；
(7)H2O2浸泡：將洗淨的文武柏落葉碎片置於重量份為3份濃度為35％的H2O2溶液中浸泡20min；
(8)漂洗：將H2O2處理後的文武柏落葉碎片用蒸餾水漂洗至中性；
(9)乾燥：將步驟(8)漂洗至中性的文武柏落葉碎片置於80℃電熱恆溫鼓風乾燥箱中乾燥；
(10)粉碎：乾燥後的文武柏落葉碎片用粉碎機粉碎後過80目篩，即製得生物吸附劑。
實施例3
本實施例中的一種利用植物葉製備淨化苯的生物吸附劑的方法，其具體步驟如下：
(1)取樣：收集廢棄的文武柏落葉；
(2)清洗：將收集的文武柏落葉用蒸餾水清洗乾淨；
(3)烘乾：將洗淨的文武柏落葉置於80℃、6.67×102Pa乾燥箱中乾燥24h；
(4)切片：將乾燥的文武柏落葉切成碎片以便處理；
(5)鹼泡：將切成碎片的重量份為2份的文武柏落葉置於重量份為2份濃度為2.0％的氫氧化鈉溶液中加熱至70℃，保溫30min；
(6)漂洗：將步驟(5)鹼泡後的文武柏落葉碎片用蒸餾水多次反覆漂洗至中性；
(7)H2O2浸泡：將洗淨的文武柏落葉碎片置於重量份為2份濃度為30％的H2O2溶液中浸泡30min；
(8)漂洗：將H2O2處理後的文武柏落葉碎片用蒸餾水漂洗至中性；
(9)乾燥：將步驟(8)漂洗至中性的文武柏落葉碎片置於70℃電熱恆溫鼓風乾燥箱中乾燥；
(10)粉碎：乾燥後的文武柏落葉碎片用粉碎機粉碎後過60目篩，即製得生物吸附劑。
實施例4
本實施例中的一種利用植物葉製備淨化苯的生物吸附劑的方法，其具體步驟如下：
(1)取樣：收集廢棄的文武柏落葉；
(2)清洗：將收集的文武柏落葉用蒸餾水清洗乾淨；
(3)烘乾：將洗淨的文武柏落葉置於60-100℃、6.67×102Pa乾燥箱中乾燥12-36h；
(4)切片：將乾燥的文武柏落葉切成碎片以便處理；
(5)鹼泡：將切成碎片的重量份為1～3份的文武柏落葉置於重量份為1～3份濃度為1.5％-3.0％的氫氧化鈉溶液中加熱至60℃-80℃，保溫20min-40min；
(6)漂洗：將步驟(5)鹼泡後的文武柏落葉碎片用蒸餾水多次反覆漂洗至中性；
(7)H2O2浸泡：將洗淨的文武柏落葉碎片置於重量份為1～3份濃度為25％-35％的H2O2溶液中浸泡20min-40min；
(8)漂洗：將H2O2處理後的文武柏落葉碎片用蒸餾水漂洗至中性；
(9)乾燥：將步驟(8)漂洗至中性的文武柏落葉碎片置於60℃-80℃電熱恆溫鼓風乾燥箱中乾燥；
(10)粉碎：乾燥後的文武柏落葉碎片用粉碎機粉碎後過60-80目篩，即製得生物吸附劑。
為驗證本發明製得的文武柏落葉生物吸附劑對笨的吸附效果，做了如下對比實驗：
(1)測定苯標準曲線。
(2)分別通過單因素實驗獲得材料加入量、材料粒徑、吸附溫度、吸附時間四個因素的最佳吸附點；
(3)相同條件下與活性炭、竹炭、硅藻純的吸附效果對比；
(4)採用掃描電鏡(SEM)觀測研究材料對苯的吸附機理。
在相同條件下，本發明製得的文武柏落葉生物吸附劑與硅藻純、竹炭、活性炭的吸附對比試驗：由圖1可知，在相同條件下，本發明製得的文武柏樹葉生物吸附劑在不同時間段對苯的吸附效果均大於硅藻純、竹炭及活性炭，其中硅藻純的吸附效果僅次於文武柏樹葉。
圖2中a為原始文武柏樹葉電鏡圖，b為本發明製得的文武柏樹葉生物吸附劑吸附苯前的電鏡圖，c為本發明製得的文武柏樹葉生物吸附劑吸附苯後的電鏡圖；由圖可看出，文武柏樹葉生物吸附劑的表面結構比原始文武柏的表面結構更粗糙，更顯疏鬆多孔，孔徑分布範圍大、比表面積大、孔隙率高，這些表面褶皺處即為苯吸附反應的活性位置，這種表面結構更有利於對居室苯的吸附，充分證明文武柏樹葉生物吸附劑對苯的吸附有物理吸附作用。
本發明不受上述實施例的限制，在不脫離本發明範圍的前提下，根據上述說明進行的改進與變換都應屬於本發明權利要求的保護範圍。