本發(fā)明涉及環(huán)保和廢棄資源利用，具體涉及一種利用生物質(zhì)水熱碳化廢液制備的有機(jī)染料吸附材料及其制備方法應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、水熱碳化技術(shù)是一種將生物質(zhì)在獨(dú)特的水熱環(huán)境中轉(zhuǎn)化為主產(chǎn)物水熱炭的新興方法，水熱炭含碳量高且表面含氧官能團(tuán)豐富，在環(huán)境保護(hù)、能源存儲(chǔ)、材料科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。水熱碳化過(guò)程還伴隨著高強(qiáng)度復(fù)雜組分的液相副產(chǎn)物(水熱液)的形成，對(duì)可持續(xù)的水熱碳化工藝構(gòu)成了挑戰(zhàn)，往往被視為廢水亟待處理。因此，基于國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略背景，亟需找到一種實(shí)現(xiàn)水熱碳化廢液資源化利用的綠色技術(shù)。

2、共沉淀是土壤或沉積物中較為常見(jiàn)的有機(jī)質(zhì)-鐵氧化物復(fù)合物形成過(guò)程，有機(jī)質(zhì)可通過(guò)與fe(iii)發(fā)生水解共沉淀反應(yīng)的方式形成有機(jī)質(zhì)-鐵氧化物共沉淀復(fù)合物。在共沉淀復(fù)合物的形成過(guò)程中，鐵氧化物會(huì)選擇性結(jié)合高芳香性和高含氧量的有機(jī)分子，負(fù)載的有機(jī)質(zhì)還會(huì)改變鐵氧化物原有的表面性質(zhì)、反應(yīng)活性、穩(wěn)定性等，進(jìn)而影響鐵氧化物對(duì)偶氮染料、重金屬等污染物的吸附性能。生物質(zhì)水熱碳化廢液中富含大量的芳香物質(zhì)和有機(jī)酸，基于自然體系中的有機(jī)質(zhì)-鐵氧化物復(fù)合物形成機(jī)理，可以通過(guò)共沉淀反應(yīng)制備水熱碳化廢液-鐵氧化物復(fù)合物，固存水熱碳化廢液中有機(jī)碳源，并充分發(fā)揮負(fù)載有機(jī)官能團(tuán)對(duì)特征污染物的親和力，提高其吸附能力。因此，本發(fā)明借助水熱碳化廢液與fe(iii)的共沉淀作用制備水熱碳化廢液-鐵氧化物復(fù)合物，以期開(kāi)發(fā)一種契合“綠色、低碳、可持續(xù)”理念，適用于治理有機(jī)染料廢水污染的環(huán)境友好型吸附材料，實(shí)現(xiàn)“以廢治污”的綠色目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種利用生物質(zhì)水熱碳化廢液制備的有機(jī)染料吸附材料，應(yīng)用于有機(jī)染料廢水污染的治理。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種有機(jī)染料吸附材料的制備方法，包含如下步驟：

3、(1)小麥秸稈經(jīng)干燥、粉碎處理，得到預(yù)處理的廢棄生物質(zhì)；

4、(2)將廢棄生物質(zhì)材料與去離子水按照一定的固液比進(jìn)行混合，攪拌均勻后加入反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱碳化反應(yīng)；

5、(3)水熱碳化反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜中的固液混合物進(jìn)行固液分離，所得的液體即為生物質(zhì)水熱碳化廢液；

6、(4)按照一定的碳鐵質(zhì)量比，在水熱碳化廢液中加入相應(yīng)質(zhì)量的三價(jià)鐵固體，進(jìn)行攪拌反應(yīng)；

7、(5)反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)物進(jìn)行離心并棄去上清液，經(jīng)洗滌、干燥后得到的產(chǎn)物即為有機(jī)染料吸附材料。

8、優(yōu)選地，上述步驟(2)中的固液比為1：5～15(g/ml)。

9、優(yōu)選地，上述步驟(2)中的水熱碳化反應(yīng)，其反應(yīng)條件包含：水熱反應(yīng)溫度為120～260℃，以水熱反應(yīng)釜達(dá)到水熱反應(yīng)溫度后開(kāi)始計(jì)時(shí)，水熱反應(yīng)時(shí)間為30～120min。

10、優(yōu)選地，上述步驟(4)中的碳鐵質(zhì)量比為4～8：1。

11、優(yōu)選地，上述步驟(4)中的攪拌反應(yīng)，其反應(yīng)條件包含：調(diào)節(jié)ph為7.0±0.5；在黑暗條件下，于25±1℃的恒溫條件下反應(yīng)24h，其中，調(diào)節(jié)ph優(yōu)選naoh溶液和hno3溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。

12、優(yōu)選地，上述步驟(5)中的離心為8000r/min的條件下離心10min；其中的洗滌為用去離子水洗滌3次；其中的干燥為冷凍干燥。

13、本發(fā)明還提供了一種由上述任意一項(xiàng)制備方法所制備的有機(jī)染料吸附材料。

14、本發(fā)明提供的有機(jī)染料吸附材料可應(yīng)用于資源回收利用和污染治理中，尤其可用于有機(jī)染料廢水污染的治理。

15、本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

16、本發(fā)明提供的的有機(jī)染料吸附材料的原料來(lái)源廣泛，制備方法與應(yīng)用成本低，對(duì)廢液中有機(jī)染料的吸附效果較好，具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

17、本發(fā)明提供的吸附材料在制備過(guò)程中未使用有毒有害物質(zhì)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)水熱碳化廢液的資源化利用，減少對(duì)環(huán)境的危害，是一種綠色環(huán)保的環(huán)境污染治理方法。

技術(shù)特征：

1.一種有機(jī)染料吸附材料的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的固液比為1：5～15g/ml。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的水熱碳化反應(yīng)，其反應(yīng)條件包含：水熱反應(yīng)溫度為120～260℃，以水熱反應(yīng)釜達(dá)到水熱反應(yīng)溫度后開(kāi)始計(jì)時(shí)，水熱反應(yīng)時(shí)間為30～120min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中的碳鐵質(zhì)量比為4～8：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中的攪拌反應(yīng)，其反應(yīng)條件包含：調(diào)節(jié)ph為7.0±0.5；在黑暗條件下，于25±1℃的恒溫條件下反應(yīng)24h。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)ph選擇naoh溶液和hno3溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中的離心為8000r/min的條件下離心10min；所述的洗滌為用去離子水洗滌3次；

8.由權(quán)利要求1～7中任意一項(xiàng)所述制備方法所制備的有機(jī)染料吸附材料。

9.如權(quán)利要求8所述的有機(jī)染料吸附材料在資源回收利用和污染治理中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的污染包含有機(jī)染料廢水污染。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用生物質(zhì)水熱碳化廢液制備的有機(jī)染料吸附材料及其制備方法，包含步驟(1)小麥秸稈經(jīng)干燥、粉碎處理，得到預(yù)處理的廢棄生物質(zhì)；(2)按照一定的固液比，將廢棄生物質(zhì)材料與去離子水混合，攪拌均勻后加入反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱碳化反應(yīng)；(3)水熱碳化反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜內(nèi)膽中的固液混合物通過(guò)離心過(guò)濾進(jìn)行固液分離，所得的液體即為生物質(zhì)水熱碳化廢液；(4)按照一定的碳鐵質(zhì)量比，在水熱碳化廢液中加入相應(yīng)質(zhì)量的三價(jià)鐵固體，置于磁力攪拌器上攪拌反應(yīng)；(5)反應(yīng)結(jié)束后，離心，抽濾，洗滌，冷凍干燥，得到的產(chǎn)物即為有機(jī)染料吸附材料。本發(fā)明提供的技術(shù)方法在資源的回收利用和有機(jī)染料廢水污染治理中具有應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：黃梅,白胡濤,李曉倩,沈飛,田東,趙麗,李欣妍,何勁松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10