一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭及其制法与应用

摘要

本发明属于环保材料领域，公开了一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭及其制法与应用。本发明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭是将中药渣按根茎残渣质量百分含量分类后分别经高温炭化及水蒸汽活化，再混合后与过氧化氢进行氧化反应，然后经甲基丙烯酸进行改性及利用交联剂固化，最后烘干、粉碎制备而成。本发明所述的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，孔径均匀，对于废水中重金属有良好的选择性吸附效果，并可通过电化学法实现重金属的回收和活性炭的再生。

权利要求

1.一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)按根茎残渣质量占中药渣总质量的百分比将中药渣分为三类，分别为：根茎残渣质量百分比大于70％的中药渣为第一类中药渣，根茎残渣质量百分比为40％～70％的中药渣为第二类中药渣，根茎残渣质量百分比小于40％的中药渣为第三类中药渣；

(2)将上述三类中药渣分别进行高温炭化，对应得到第一类中药渣炭化物、第二类中药渣炭化物及第三类中药渣炭化物；

所述高温炭化的具体操作为：将中药渣加温至200～300℃，恒温保持30～120min，再升温至500～900℃恒温保持30～60min，然后通入水蒸汽活化1～3h，得到中药渣炭化物；

(3)将所述第一类中药渣炭化物、第二类中药渣炭化物及第三类中药渣炭化物，按配方含量混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

(4)在步骤(3)所述混合中药渣炭化物中加入过氧化氢水溶液，加热至100～200℃氧化反应1～3h，再降温至60～90℃，加入甲基丙烯酸、交联剂及水，搅拌均匀，恒温反应2～

8h，得到改性中药渣炭化物；

(5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，即得所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的中药渣为植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述水蒸汽的通入质量与所述中药渣的质量的比例为(0.2～2)：1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述配方含量为第一类中药渣炭化物的质量占三种中药渣炭化物总质量的20～60％，第二类中药渣炭化物的质量占三种中药渣炭化物总质量的30～70％，第三类中药渣炭化物的质量占三种中药渣炭化物总质量的10～50％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述过氧化氢水溶液中过氧化氢的体积分数为50％，所述过氧化氢水溶液的加入量为所述混合中药渣炭化物质量的5％～15％；步骤(4)所述甲基丙烯酸的加入量为所述混合中药渣炭化物质量的5％～

20％；步骤(4)所述交联剂为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯，所述交联剂的加入量为所述甲基丙烯酸质量的0.1％～0.5％；步骤(4)所述水的加入量为所述混合中药渣炭化物质量的4～8倍。

6.一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其特征在于：通过权利要求1～5任一项所述的方法制备得到。

7.根据权利要求6所述的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭在吸附和回收废水中重金属的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述重金属为汞、镉、铬、铅、砷、锰、铜或锌中的一种以上。

9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于：所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭吸附废水中重金属的方法为：在含重金属的废水中加入所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，混合吸附6～24h，得到饱和吸附重金属的活性炭；

所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭回收废水中重金属的方法为：将所述饱和吸附重金属的活性炭浸泡于0.01～0.1％(w/v)的氯化钠水溶液中，施加电流密度0.5～2

5mA/cm的电场，作用2～4h，使所述饱和吸附重金属的活性炭发生解吸，释放重金属到氯化钠水溶液中，得到重金属浓缩液及可再利用的重金属吸附活性炭。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的使用量为废水中重金属质量的5～20倍；所述饱和吸附重金属的活性炭与所述氯化钠水溶液的质量比为1：(10～30)。

说明书

一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭及其制法与应用

技术领域

[0001] 本发明属于环保材料领域，具体涉及一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭及其制法与应用。

背景技术

[0002] 随着工业的快速发展和城市化进程的加快，越来越多的含重金属的工矿业废水和生活废水产生。重金属相对于其他污染物，具有长期毒性、生物富集性和不能降解的特性，所以极易对环境和人体健康产生危害。

[0003] 重金属废水的处理方法有沉淀法、生物法和吸附法。沉淀法对于浓度低的重金属处理效果差，且需要大量沉淀剂，引起二次污染。生物法的机械强度弱，化学稳定性差，且不易回收。只有吸附法是去除废水重金属的良好方法。

[0004] 活性炭是一种优良的重金属吸附剂，其生产原料主要有木材、煤炭，但由于资源限制，目前已转向农业副产物如果壳、秸秆等，但数量仍然较少，尚不能满足市场对活性炭的需求。

[0005] 工业中生产活性炭的方法常用酸碱处理或直接炭化法。公开号为CN101544370A的中国发明专利申请公开了一种以氯化锌浸渍中药渣、高温下炭化再经盐酸洗涤制备活性炭的方法；公开号为CN102092711A的中国发明专利申请公开了一种40％磷酸浸渍、微波炭化再经水洗制备活性炭的方法。但是由于这些制备方法过程中使用了氯化锌、磷酸等，均可导致环境的二次污染。

[0006] 普通活性炭虽可用作重金属的吸附剂，但吸附量小，选择性差，且难以回收再利2+
用。秦恒飞等(秦恒飞，刘婷逢，周建斌.Na2S·HNO3改性活性炭对水中低浓度Pb 吸附性能的研究.环境工程学报，2011，5(2)：306～310)、赵梅青等(赵梅青，马子川，张立艳，
2+
等.高锰酸钾改性对颗粒活性炭吸附Cu 的影响.金属矿山，2008，11：110～113)分别用Na2S·HNO3和高锰酸钾处理活性炭，可以提高废水中的重金属的去除率。但上述方法用到的强酸和强氧化剂也会污染环境，加上废水组成差异较大，一般活性炭难以对废水中重金属产生良好的选择性吸附效果。饱和吸附后的活性炭通过酸碱和高温处理，虽可再生，但造成活性炭结构破坏，吸附性能显著下降，且不能回收所吸附的重金属。

[0007] 中药生产在我国制药工业中占重要地位，由于大多数中药属于植物类药材，中药生产一般采用溶剂提取活性成分后，将药渣废弃不用。大量中药渣采用传统的处理方法如焚烧、填埋或堆放，导致了资源浪费和环境污染。将中药废渣制成活性炭可以充分利用中药废弃资源，变废为宝。但中药渣组成差异较大，直接采用上述方法很难保证质量，无法实现规模化和标准化生产。

发明内容

[0008] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭孔径均匀，对重金属吸附量大、选择性强，且可解吸回收重金属，达到再生利用的目的；

[0009] 本发明的另一目的在于提供上述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的制备方法；

[0010] 本发明的再一目的在于提供以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的应用。

[0011] 本发明的目的通过下述技术方案实现：

[0012] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭是将中药渣按根茎残渣质量百分含量分类后分别经高温炭化及水蒸汽活化，再混合后与过氧化氢进行氧化反应，然后经甲基丙烯酸进行改性及利用交联剂固化，最后烘干、粉碎制备而成。

[0013] 上述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的制备方法，包括如下步骤：

[0014] (1)按根茎残渣质量占中药渣总质量的百分比将中药渣分为三类中药渣：根茎残渣质量百分比大于70％的中药渣为第一类中药渣，根茎残渣质量百分比为40％～70％的中药渣为第二类中药渣，根茎残渣质量百分比小于40％的中药渣为第三类中药渣；

[0015] 优选的，所述中药渣为植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣；

[0016] (2)将上述三类中药渣分别进行高温炭化，对应得到第一类中药渣炭化物、第二类中药渣炭化物及第三类中药渣炭化物；所述高温炭化的具体操作为：将中药渣加温至200～300℃，恒温保持30～120min，再升温至500～900℃恒温保持30～60min，然后通入水蒸汽活化1～3h，得到中药渣炭化物；

[0017] 优选的，所述水蒸汽的通入质量与所述中药渣的质量的比例为(0.2～2)：1；

[0018] (3)将所述第一类中药渣炭化物、第二类中药渣炭化物及第三类中药渣炭化物，按配方含量混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0019] 优选的，所述配方含量为第一类中药渣炭化物的质量占三种中药渣炭化物总质量的20～60％，第二类中药渣炭化物的质量占三种中药渣炭化物总质量的30～70％，第三类中药渣炭化物的质量占三种中药渣炭化物总质量的10～50％；

[0020] (4)在步骤(3)所述混合中药渣炭化物中加入过氧化氢水溶液，加热至100～200℃氧化反应1～3h，再降温至60～90℃，加入甲基丙烯酸、交联剂及水，搅拌均匀，恒温反应2～8h，得到改性中药渣炭化物；

[0021] 优选的，所述过氧化氢水溶液中过氧化氢的体积分数为50％，所述过氧化氢水溶液的加入量为所述混合中药渣炭化物质量的5％～15％；

[0022] 优选的，所述甲基丙烯酸的加入量为所述混合中药渣炭化物质量的5％～20％；

[0023] 优选的，所述交联剂为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或乙二醇二甲基丙烯酸酯，所述交联剂的加入量为所述甲基丙烯酸质量的0.1％～0.5％；

[0024] 优选的，所述水的加入量为所述混合中药渣炭化物质量的4～8倍；

[0025] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，即得所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0026] 上述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭在吸附和回收废水中重金属的应用。

[0027] 优选的，所述重金属为汞、镉、铬、铅、砷、锰、铜或锌中的一种以上；

[0028] 所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭吸附废水中重金属的方法为：在含重金属的废水中加入所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，混合吸附6～24h，得到饱和吸附重金属的活性炭；优选的，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭的使用量为废水中重金属质量的5～20倍；

[0029] 所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭回收废水中重金属的方法为：将所述饱和吸附重金属的活性炭浸泡于0.01～0.1％(w/v)的氯化钠水溶液中，施加电流密度2
0.5～5mA/cm的电场，作用2～4h，使所述饱和吸附重金属的活性炭发生解吸，释放重金属到氯化钠水溶液中，得到重金属浓缩液及可再利用的重金属吸附活性炭；优选的，所述饱和吸附重金属的活性炭与所述氯化钠水溶液的质量比为1：(10～30)。

[0030] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

[0031] (1)本发明将中药渣按根茎残渣的质量分数分类处理进行高温炭化，可得到不同比表面积和孔径的中药渣活性炭，通过固定配方组合获得混合中药渣炭化物，可保证产品质量的一致性，适合工业化生产。

[0032] (2)本发明将不同比例组成的混合中药渣炭化物，加入过氧化氢进行氧化，再加入甲基丙烯酸改性，并通过交联剂固化，使形成的中药渣炭化物孔径均匀，从而获得良好的选择吸附效果。

[0033] (3)本发明制备的重金属吸附活性炭在吸附重金属后，可通过电化学回收和再生，而不破坏产品结构和性质，因而可循环利用，具有很强的实用性。

具体实施方式

[0034] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0035] 实施例1

[0036] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0037] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0038] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为100％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为69％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为39％的第三类中药渣，分别加热到300℃恒温保持120min，再升温到700℃保温30min，然后分别通入0.5kg水蒸汽活化2h，对应得到第一类中药渣炭化物430g、第二类中药渣炭化物410g及第三类中药渣炭化物
375g；

[0039] (3)取第一类中药渣炭化物100g、第二类中药渣炭化物350g及第三类中药渣炭化物50g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0040] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入25g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至100℃氧化反应3h，再降温至90℃，加入25g甲基丙烯酸、25mg甲基丙烯酸二甲氨基乙酯及2000mL水，搅拌均匀，恒温反应2h，得到改性中药渣炭化物；

[0041] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到480g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0042] 取Pb2+浓度为100mg/kg的重金属废水1kg，加入2g实施例1所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附6h，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭饱和吸附重2+ 2+
金属Pb ，检测得出，废水中Pb 的去除率为92.2％。

[0043] 将饱和吸附重金属Pb2+的活性炭浸泡于20g的0.1％(w/v)的氯化钠水溶液中，施2 2+
加电流密度5mA/cm的电场，作用2h，使所述饱和吸附重金属的活性炭发生解吸，Pb 的解
2+
吸率为90.5％；解吸液固形物中重金属Pb 含量达67％，表明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭对重金属的选择性强。解吸后活性炭再吸附率只下降7％，表明再生效果好。

[0044] 实施例2

[0045] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0046] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0047] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为90％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为65％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为35％的第三类中药渣，分别加热到200℃恒温保持60min，再升温到900℃保温45min，然后分别通入1kg水蒸汽活化1h，对应得到第一类中药渣炭化物460g、第二类中药渣炭化物415g及第三类中药渣炭化物390g；

[0048] (3)取第一类中药渣炭化物300g、第二类中药渣炭化物150g及第三类中药渣炭化物50g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0049] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入50g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至150℃氧化反应1h，再降温至60℃，加入50g甲基丙烯酸、125mg甲基丙烯酸二甲氨基乙酯及3000mL水，搅拌均匀，恒温反应5h，得到改性中药渣炭化物；

[0050] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到465g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0051] 取Cu2+浓度为150mg/kg的重金属废水1kg，加入0.75g实施例2所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附12h，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭饱和吸附2+ 2+
重金属Cu ，检测得出，废水中Cu 的去除率为97.5％。

[0052] 将饱和吸附重金属Cu2+的活性炭浸泡于15g的0.05％(w/v)的氯化钠水溶液中，2 2+
施加电流密度1mA/cm的电场，作用3h，使所述饱和吸附重金属的活性炭发生解吸，Cu 的
2+
解吸率为95.0％；解吸液固形物中重金属Cu 含量达66％，表明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭对重金属的选择性强。解吸后活性炭再吸附率只下降5.5％，表明再生效果好。

[0053] 实施例3

[0054] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0055] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0056] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为80％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为50％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为25％的第三类中药渣，分别加热到250℃恒温保持90min，再升温到800℃保温60min，然后分别通入2kg水蒸汽活化1.5h，对应得到第一类中药渣炭化物425g、第二类中药渣炭化物410g及第三类中药渣炭化物355g；

[0057] (3)取第一类中药渣炭化物100g、第二类中药渣炭化物150g及第三类中药渣炭化物250g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0058] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入75g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至200℃氧化反应1h，再降温至80℃，加入75g甲基丙烯酸、375mg甲基丙烯酸二甲氨基乙酯及4000mL水，搅拌均匀，恒温反应8h，得到改性中药渣炭化物；

[0059] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到470g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0060] 取含Hg2+浓度为60mg/kg及含Mn2+浓度为120mg/kg的混合重金属废水1kg，加入0.9g实施例3所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附24h，所述以中药渣为2+ 2+ 2+
原料的重金属吸附活性炭饱和吸附重金属Hg 及Mn ，检测得出，废水中Hg 的去除率为
2+
98.4％，Mn 的去除率为90.5％。

[0061] 将饱和吸附重金属Hg2+及Mn2+的活性炭浸泡于27g的0.01％(w/v)的氯化钠水溶2 2+ 2+
液中，施加电流密度0.5mA/cm的电场，作用4h，使所述饱和吸附重金属Hg 及Mn 的活性
2+ 2+ 2+
炭发生解吸，Hg 的解吸率为94.5％，Mn 的解吸率为90.5％；解吸液固形物中重金属Hg
2+
及Mn 含量达76％，表明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭对重金属的选择性强。
解吸后活性炭再吸附率只下降3.5％，表明再生效果好。

[0062] 实施例4

[0063] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0064] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0065] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为71％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为40％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为5％的第三类中药渣，分别加热到200℃恒温保持70min，再升温到700℃保温60min，然后分别通入0.2kg水蒸汽活化2h，对应得到第一类中药渣炭化物380g、第二类中药渣炭化物356g及第三类中药渣炭化物312g；

[0066] (3)取第一类中药渣炭化物175g、第二类中药渣炭化物200g及第三类中药渣炭化物125g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0067] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入30g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至120℃氧化反应3h，再降温至60℃，加入30g甲基丙烯酸、35mg乙二醇二甲基丙烯酸酯及2300mL水，搅拌均匀，恒温反应8h，得到改性中药渣炭化物；

[0068] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到405g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0069] 取Cd2+浓度为80mg/kg的重金属废水1kg，加入1.6g实施例4所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附6h，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭饱和吸附重2+ 2+
金属Cd ，检测得出，废水中Cd 的去除率为94.7％。

[0070] 将饱和吸附重金属Cd2+的活性炭浸泡于16g的0.01％(w/v)的氯化钠水溶液中，2 2+
施加电流密度3mA/cm的电场，作用3h，使所述饱和吸附重金属的活性炭发生解吸，Cd 的
2+
解吸率为93.0％；解吸液固形物中重金属Cd 含量达78％，表明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭对重金属的选择性强。解吸后活性炭再吸附率只下降4.3％，表明再生效果好。

[0071] 实施例5

[0072] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0073] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0074] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为75％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为45％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为0％的第三类中药渣，分别加热到250℃恒温保持120min，再升温到800℃保温60min，然后分别通入0.5kg水蒸汽活化2h，对应得到第一类中药渣炭化物360g、第二类中药渣炭化物334g及第三类中药渣炭化物
216g；

[0075] (3)取第一类中药渣炭化物100g、第二类中药渣炭化物175g及第三类中药渣炭化物225g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0076] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入40g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至200℃氧化反应2h，再降温至90℃，加入45g甲基丙烯酸、90mg乙二醇二甲基丙烯酸酯及2800mL水，搅拌均匀，恒温反应5h，得到改性中药渣炭化物；

[0077] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到445g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0078] 取含Cr6+浓度为60mg/kg及含Cd2+浓度为80mg/kg的混合重金属废水1kg，加入1.4g实施例5所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附12h，所述以中药渣为6+ 2+ 6+
原料的重金属吸附活性炭饱和吸附重金属Cr 及Cd ，检测得出，废水中Cr 的去除率为
2+
95.6％，Cd 的去除率为96.8％。

[0079] 将饱和吸附重金属Cr6+及Cd2+的活性炭浸泡于42g的0.05％(w/v)的氯化钠水溶2 6+ 2+
液中，施加电流密度5mA/cm的电场，作用4h，使所述饱和吸附重金属Cr 及Cd 的活性炭
6+ 2+ 6+
发生解吸，Cr 的解吸率为93.7％，Cd 的解吸率为95.2％；解吸液固形物中重金属Cr 及
2+
Cd 总含量达72％，表明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭对重金属的选择性强。
解吸后活性炭再吸附率只下降5.6％，表明再生效果好。

[0080] 实施例6

[0081] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0082] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0083] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为85％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为55％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为10％的第三类中药渣，分别加热到300℃恒温保持60min，再升温到600℃保温45min，然后分别通入1kg水蒸汽活化2h，对应得到第一类中药渣炭化物370g、第二类中药渣炭化物345g及第三类中药渣炭化物260g；

[0084] (3)取第一类中药渣炭化物275g、第二类中药渣炭化物175g及第三类中药渣炭化物50g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0085] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入55g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至180℃氧化反应2h，再降温至70℃，加入100g甲基丙烯酸、400mg乙二醇二甲基丙烯酸酯及3700mL水，搅拌均匀，恒温反应3h，得到改性中药渣炭化物；

[0086] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到540g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0087] 取含Zn2+浓度为100mg/kg、含Cu2+浓度为120mg/kg及含Mn2+浓度为180mg/kg的混合重金属废水1kg，加入2g实施例6所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附2+ 2+ 2+
24h，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭饱和吸附重金属Zn 、Cu 及Mn ，检测得出，
2+ 2+ 2+
废水中Zn 的去除率为87.2％，Cu 的去除率为89.5％，Mn 的去除率为92.0％。

[0088] 将饱和吸附重金属Zn2+、Cu2+及Mn2+的活性炭浸泡于60g的0.1％(w/v)的氯化2 2+ 2+
钠水溶液中，施加电流密度3mA/cm的电场，作用4h，使所述饱和吸附重金属Zn 、Cu 及
2+ 2+ 2+ 2+
Mn 的活性炭发生解吸，Zn 的解吸率为86.6％，Cu 的解吸率为88.7％，Mn 的解吸率为
2+ 2+ 2+
92.0％；解吸液固形物中重金属Zn 、Cu 及Mn 总含量达79％，表明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭对重金属的选择性强。解吸后活性炭再吸附率只下降3.8％，表明再生效果好。

[0089] 实施例7

[0090] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0091] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0092] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为95％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为65％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为30％的第三类中药渣，分别加热到200℃恒温保持120min，再升温到900℃保温60min，然后分别通入2kg水蒸汽活化3h，对应得到第一类中药渣炭化物380g、第二类中药渣炭化物343g及第三类中药渣炭化物305g；

[0093] (3)取第一类中药渣炭化物125g、第二类中药渣炭化物225g及第三类中药渣炭化物150g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0094] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入70g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至150℃氧化反应3h，再降温至60℃，加入45g甲基丙烯酸、225mg乙二醇二甲基丙烯酸酯及3500mL水，搅拌均匀，恒温反应4h，得到改性中药渣炭化物；

[0095] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到445g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0096] 取含Pb2+浓度为80mg/kg及含Cu2+浓度为120mg/kg的混合重金属废水1kg，加入2g实施例7所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附12h，所述以中药渣为原料的
2+ 2+ 2+
重金属吸附活性炭饱和吸附重金属Pb 及Cu ，检测得出，废水中Pb 的去除率为98.8％，
2+
Cu 的去除率为94.5％。

[0097] 将饱和吸附重金属Pb2+及Cu2+的活性炭浸泡于20g的0.05％(w/v)的氯化钠水溶2 2+ 2+
液中，施加电流密度1mA/cm的电场，作用2h，使所述饱和吸附重金属Pb 及Cu 的活性炭
2+ 2+ 2+
发生解吸，Pb 的解吸率为95.5％，Cu 的解吸率为92.8％；解吸液固形物中重金属Pb 及
2+
Cu 总含量达74％，表明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭对重金属的选择性强。
解吸后活性炭再吸附率只下降4.6％，表明再生效果好。

[0098] 实施例8

[0099] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0100] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0101] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为84％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为58％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为23％的第三类中药渣，分别加热到250℃恒温保持100min，再升温到700℃保温60min，然后分别通入1.5kg水蒸汽活化1h，对应得到第一类中药渣炭化物430g、第二类中药渣炭化物412g及第三类中药渣炭化物
390g；

[0102] (3)取第一类中药渣炭化物150g、第二类中药渣炭化物225g及第三类中药渣炭化物125g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0103] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入60g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至120℃氧化反应2h，再降温至80℃，加入75g甲基丙烯酸、90mg甲基丙烯酸二甲氨基乙酯及3800mL水，搅拌均匀，恒温反应6h，得到改性中药渣炭化物；

[0104] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到470g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0105] 取含As3+浓度为80mg/kg及含Cr3+浓度为100mg/kg的混合重金属废水1kg，加入1.8g实施例8所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附10h，所述以中药渣为3+ 3+ 3+
原料的重金属吸附活性炭饱和吸附重金属As 及Cr ，检测得出，废水中As 的去除率为
3+
99.2％，Cr 的去除率为98.4％。

[0106] 将饱和吸附重金属As3+及Cr3+的活性炭浸泡于30g的0.08％(w/v)的氯化钠水2 3+ 3+
溶液中，施加电流密度0.5mA/cm的电场，作用3h，使所述饱和吸附重金属As 及Cr 的活
3+ 3+
性炭发生解吸，As 的解吸率为98.5％，Cr 的解吸率为97.0％；解吸液固形物中重金属
3+ 3+
As 及Cr 总含量达71％，表明所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭对重金属的选择性强。解吸后活性炭再吸附率只下降4.2％，表明再生效果好。

[0107] 实施例9

[0108] 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，其制备步骤如下：

[0109] (1)将植物类中药经过水或其它溶剂提取后的残渣按根茎类残渣的质量分数进行分类；

[0110] (2)取1kg根茎类残渣质量分数为97％的第一类中药渣、1kg根茎类残渣质量分数为43％的第二类中药渣及1kg根茎类残渣质量分数为37％的第三类中药渣，分别加热到200℃恒温保持60min，再升温到500℃保温45min，然后分别通入1kg水蒸汽活化1h，对应得到第一类中药渣炭化物475g、第二类中药渣炭化物420g及第三类中药渣炭化物408g；

[0111] (3)取第一类中药渣炭化物140g、第二类中药渣炭化物160g及第三类中药渣炭化物200g，混合均匀，粉碎过200目筛，得到混合中药渣炭化物；

[0112] (4)往上述混合中药渣炭化物中加入75g体积分数50％的过氧化氢水溶液，加热至100℃氧化反应1h，再降温至60℃，加入75g甲基丙烯酸、375mg甲基丙烯酸二甲氨基乙酯及3200mL水，搅拌均匀，恒温反应8h，得到改性中药渣炭化物；

[0113] (5)取出所述改性中药渣炭化物，烘干，粉碎过80目筛，得到450g所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭。

[0114] 取As5+浓度为100mg/kg的重金属废水1kg，加入2g实施例9所得的以中药渣为原料的重金属吸附活性炭，吸附12h，所述以中药渣为原料的重金属吸附活性炭饱和吸附重5+ 5+
金属As ，检测得出，废水中As 的去除率为99.5％。

[0115] 将饱和吸附重金属As5+的活性炭浸泡于20g的0.03％(w/v)的氯化钠水溶液中，2 5+
施加电流密度1mA/cm的电场，作用2h，使所述饱和吸附重金属的活性炭发生解吸，As 的
5+
解吸率为98.0％；解吸液固形物中重金属As 含量达75％，表明所述以中药渣为原料的重