本發(fā)明涉及活性炭吸附劑領(lǐng)域，尤其是一種基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)化進程的逐步加快，其隨之帶來的環(huán)境問題日益受到人們的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，我國每年排出的工業(yè)廢水約8×108m3，其中含有鉻、鋅、鎳、鉛、汞中重金屬離子的廢水一旦排放到河流或地下水中，將會造成難以挽回的危害，由于這些重金屬離子具有較高的穩(wěn)定性以及極強的毒性，采用傳統(tǒng)的水處理工藝處理這些廢水，不僅消耗大量能源，還可能產(chǎn)生二次廢物，由于活性炭具有巨大的比表面積、豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、較高的物理吸附和化學(xué)吸附，具有較好的廢水處理效果，因此被廣泛的應(yīng)用在廢水處理中。
由于普通活性炭比表面積大約在500～1500m2/g，其選擇吸附性相對較差、比表面積低、吸附容量有限，已不能滿足目前對重金屬污染處理的特殊要求，這使得對高比表面積活性炭的需求不斷上升。
重金屬離子在活性炭上的吸附不僅僅是單純的物理吸附，常常與活性炭的表面官能團進行反應(yīng)形成沉淀和絡(luò)合物或進行離子交換等，由于重金屬離子的特殊性質(zhì)，使得在制備活性炭時，需要在制備工藝上進行改良，優(yōu)化活性炭的表面官能團，提升活性炭的吸附能力。
傳統(tǒng)化學(xué)法制備吸附重金屬用的性炭主要采用強堿KOH、NaOH等為活化劑，由于無機堿與碳結(jié)構(gòu)的相容性差，導(dǎo)致了制備的活性炭雖然比表面積大，但活性炭的孔結(jié)構(gòu)上的官能團少，對重金屬的吸附能力差，為此，為提高活性炭孔結(jié)構(gòu)上的官能團數(shù)，采用與碳結(jié)構(gòu)相容性好的有機堿進行活化是一種全新的研究思路。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種操作方便、實施可靠、能夠增強活性炭對重金屬吸附能力的基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法。
為了實現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法，以活性炭為原料，將其加入到處理過的腐植酸溶液中進行浸漬改性，通過浸漬改性制得對重金屬吸附能力增強的活性炭吸附劑。
進一步，基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法，其包括以下步驟：
(1)活性炭預(yù)處理：將活性炭進行洗滌并烘干制得粉末活性炭，再將制得的粉末活性炭存放于干燥箱中；
(2)將固體腐植酸加入到去離子水中，并調(diào)節(jié)溶液pH值為7～9后，進行攪拌溶解18～24h，制得懸浮液；
(3)往上述制得的懸浮液中加入無機絮凝劑，經(jīng)混勻、靜置、離心后，再將腐植酸上清液移取出；
(4)將步驟(1)制得的粉末活性炭浸漬到步驟(3)分離的腐植酸上清液中，并調(diào)節(jié)浸漬液pH值至中性，然后將加入了粉末活性炭的浸漬液置于恒溫振蕩器中進行振蕩40～48h，振蕩結(jié)束后，將浸漬液中的粉末活性炭濾出，并用蒸餾水進行洗滌后再進行真空干燥，即可制得活性炭吸附劑。
進一步，所述步驟(1)中將活性炭用蒸餾水進行洗滌后，將其置于溫度設(shè)定為100℃的烘箱中烘干4h，制得粉末活性炭。
進一步，所述步驟(4)中進行浸漬的活性炭與步驟(2)中加入到去離子水中的腐植酸質(zhì)量比為1∶0.25～1.5。
進一步，所述步驟(3)中的無機絮凝劑為硫酸鐵、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸亞鐵中的至少一種混合組成。
進一步，所述步驟(3)中加入絮凝劑進行混勻、靜置后的懸浮液在5000～8000r/min的轉(zhuǎn)速下進行離心10～15min后，再移取腐植酸上清液。
進一步，所述步驟(4)中加入了粉末活性炭的浸漬液在溫度設(shè)定為23～27℃，速度為120～180r/min的恒溫振蕩器中進行振蕩42～48h。
進一步，所述步驟(4)中濾出的粉末活性炭經(jīng)蒸餾水洗滌后，在110℃的條件下進行真空干燥6h。
優(yōu)選的，上述的活性炭為商業(yè)活性炭。
采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：利用腐植酸來制備浸漬液，通過將預(yù)處理后的活性炭浸漬在經(jīng)絮凝和離心后移取的腐植酸上清液中，通過浸漬法對活性炭進行改性，使活性炭對重金屬離子的吸附能力明顯增強，提高活性炭的吸附能力。
具體實施方式
一種基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法，以活性炭為原料，將其加入到處理過的腐植酸溶液中進行浸漬改性，通過浸漬改性制得對重金屬吸附能力增強的活性炭吸附劑。
進一步，基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法，其包括以下步驟：
(1)活性炭預(yù)處理：將活性炭進行洗滌并烘干制得粉末活性炭，再將制得的粉末活性炭存放于干燥箱中；
(2)將固體腐植酸加入到去離子水中，并調(diào)節(jié)溶液pH值為7～9后，進行攪拌溶解18～24h，制得懸浮液；
(3)往上述制得的懸浮液中加入無機絮凝劑，經(jīng)混勻、靜置、離心后，再將腐植酸上清液移取出；
(4)將步驟(1)制得的粉末活性炭浸漬到步驟(3)分離的腐植酸上清液中，并調(diào)節(jié)浸漬液pH值至中性，然后將加入了粉末活性炭的浸漬液置于恒溫振蕩器中進行振蕩40～48h，振蕩結(jié)束后，將浸漬液中的粉末活性炭濾出，并用蒸餾水進行洗滌后再進行真空干燥，即可制得活性炭吸附劑。
進一步，所述步驟(1)中將活性炭用蒸餾水進行洗滌后，將其置于溫度設(shè)定為100℃的烘箱中烘干4h，制得粉末活性炭。
進一步，所述步驟(4)中進行浸漬的活性炭與步驟(2)中加入到去離子水中的腐植酸質(zhì)量比為1∶0.25～1.5。
進一步，所述步驟(3)中的無機絮凝劑為硫酸鐵、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸亞鐵中的至少一種混合組成。
進一步，所述步驟(3)中加入絮凝劑進行混勻、靜置后的懸浮液在5000～8000r/min的轉(zhuǎn)速下進行離心10～15min后，再移取腐植酸上清液。
進一步，所述步驟(4)中加入了粉末活性炭的浸漬液在溫度設(shè)定為23～27℃，速度為120～180r/min的恒溫振蕩器中進行振蕩42～48h。
進一步，所述步驟(4)中濾出的粉末活性炭經(jīng)蒸餾水洗滌后，在110℃的條件下進行真空干燥6h。
優(yōu)選的，上述的活性炭為商業(yè)活性炭。
實施例1
基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法，其包括以下步驟：
(1)活性炭預(yù)處理：取商業(yè)活性炭進行洗滌并置于100℃的烘箱中烘干4h，制得粉末活性炭，再將制得的粉末活性炭存放于干燥箱中；
(2)將0.25g固體腐植酸加入到100ml去離子水中，并調(diào)節(jié)溶液pH值為7后，進行攪拌溶解24h，制得懸浮液；
(3)往上述制得的懸浮液中加入硫酸鐵，經(jīng)混勻、靜置后，轉(zhuǎn)入離心機中以6000r/min的速度進行離心12min后，再將腐植酸上清液移取出；
(4)取1g步驟(1)制得的粉末活性炭浸漬到步驟(3)分離的腐植酸上清液中，并調(diào)節(jié)浸漬液pH值至中性，然后將加入了粉末活性炭的浸漬液置于恒溫振蕩器中以23℃的溫度條件和180r/min的轉(zhuǎn)速進行進行振蕩42h，振蕩結(jié)束后，將浸漬液中的粉末活性炭濾出，并用蒸餾水進行洗滌后，在110℃條件下進行真空干燥6h，即可制得活性炭吸附劑。
實施例2
基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法，其包括以下步驟：
(1)活性炭預(yù)處理：取商業(yè)活性炭進行洗滌并置于100℃的烘箱中烘干4h，制得粉末活性炭，再將制得的粉末活性炭存放于干燥箱中；
(2)將0.5g固體腐植酸加入到100ml去離子水中，并調(diào)節(jié)溶液pH值為8后，進行攪拌溶解20h，制得懸浮液；
(3)往上述制得的懸浮液中加入硫酸鋁，經(jīng)混勻、靜置后，轉(zhuǎn)入離心機中以5000r/min的速度進行離心15min后，再將腐植酸上清液移取出；
(4)取1g步驟(1)制得的粉末活性炭浸漬到步驟(3)分離的腐植酸上清液中，并調(diào)節(jié)浸漬液pH值至中性，然后將加入了粉末活性炭的浸漬液置于恒溫振蕩器中以25℃的溫度條件和120r/min的轉(zhuǎn)速進行進行振蕩48h，振蕩結(jié)束后，將浸漬液中的粉末活性炭濾出，并用蒸餾水進行洗滌后，在110℃條件下進行真空干燥6h，即可制得活性炭吸附劑。
實施例3
基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法，其包括以下步驟：
(1)活性炭預(yù)處理：取商業(yè)活性炭進行洗滌并置于100℃的烘箱中烘干4h，制得粉末活性炭，再將制得的粉末活性炭存放于干燥箱中；
(2)將1g固體腐植酸加入到100ml去離子水中，并調(diào)節(jié)溶液pH值為9后，進行攪拌溶解18h，制得懸浮液；
(3)往上述制得的懸浮液中加入氯化鋁，經(jīng)混勻、靜置后，轉(zhuǎn)入離心機中以8000r/min的速度進行離心10min后，再將腐植酸上清液移取出；
(4)取1g步驟(1)制得的粉末活性炭浸漬到步驟(3)分離的腐植酸上清液中，并調(diào)節(jié)浸漬液pH值至中性，然后將加入了粉末活性炭的浸漬液置于恒溫振蕩器中以27℃的溫度條件和150r/min的轉(zhuǎn)速進行進行振蕩45h，振蕩結(jié)束后，將浸漬液中的粉末活性炭濾出，并用蒸餾水進行洗滌后，在110℃條件下進行真空干燥6h，即可制得活性炭吸附劑。
實施例4
基于腐植酸浸漬制備活性炭吸附劑的方法，其包括以下步驟：
(1)活性炭預(yù)處理：取商業(yè)活性炭進行洗滌并置于100℃的烘箱中烘干4h，制得粉末活性炭，再將制得的粉末活性炭存放于干燥箱中；
(2)將1.5g固體腐植酸加入到100ml去離子水中，并調(diào)節(jié)溶液pH值為8后，進行攪拌溶解18h，制得懸浮液；
(3)往上述制得的懸浮液中加入硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合物，經(jīng)混勻、靜置后，轉(zhuǎn)入離心機中以6000r/min的速度進行離心15min后，再將腐植酸上清液移取出；
(4)取1g步驟(1)制得的粉末活性炭浸漬到步驟(3)分離的腐植酸上清液中，并調(diào)節(jié)浸漬液pH值至中性，然后將加入了粉末活性炭的浸漬液置于恒溫振蕩器中以25℃的溫度條件和150r/min的轉(zhuǎn)速進行進行振蕩45h，振蕩結(jié)束后，將浸漬液中的粉末活性炭濾出，并用蒸餾水進行洗滌后，在110℃條件下進行真空干燥6h，即可制得活性炭吸附劑。
Cu2+吸附實驗測試
分別取20mg上述實施例1～4制得的活性炭吸附劑進行檢測比表面積后分別加入到裝有40ml濃度為6.18mg/L的Cu2+溶液的離心管中進行分為4組，再取20mg商業(yè)粉末活性炭進行檢測比表面積檢測后加入到裝有40ml濃度為6.18mg/L的Cu2+溶液的離心管中作為對照組，分別將各組試樣溶液的pH調(diào)節(jié)至4，在室溫下以120r/min的速度進行振蕩2h后檢測Cu2+的吸收率，得到結(jié)果如下：
以上所述為本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化、修改、替換和變型，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。