甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的應(yīng)用及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán) 黑染料的應(yīng)用及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國年產(chǎn)花生莢果約600萬噸，花生加工過程中，會(huì)產(chǎn)生約200萬噸的花生殼，花 生殼的應(yīng)用主要是作為飼料、造紙?jiān)霞爸苯尤紵鹊龋欢蟛糠值幕ㄉ鷼]有得到有 效的利用造成了大量的資源浪費(fèi)。將花生殼用于吸附廢水中染料，一方面是由于其物理結(jié) 構(gòu)上孔隙率較高，具有較大的比表面積，可以與染料進(jìn)行物理吸附；另一方面，花生殼中還 有大量木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等成分，由于其表面含有大量羥基、羧基等活性官能團(tuán)，可 以與染料通過離子交換等方式進(jìn)行結(jié)合，從而可用于染料廢水的處理。但是如果直接將其 用于處理染料廢水的話，由于其表面活性組分含量較少，吸附能力不甚理想，同時(shí)由于可溶 性有機(jī)物質(zhì)的溶解會(huì)導(dǎo)致水中化學(xué)耗氧量增加，同時(shí)對(duì)于花生殼而言，其物理強(qiáng)度較差，通 常沒有足夠強(qiáng)度用于廢水處理。通過化學(xué)改性，不但可以有效改善其物理強(qiáng)度，還可有效增 強(qiáng)所制備材料的吸附效果，故還需要對(duì)花生殼進(jìn)行改性處理，以改善它們的物理化學(xué)性能， 使其活性官能團(tuán)的數(shù)目提高，從而使其去除染料的能力增強(qiáng)，提高其對(duì)染料的吸附能力。
[0003] 鉻藍(lán)黑，其結(jié)構(gòu)中含對(duì)生物呈強(qiáng)抑制作用的苯環(huán)，并且為高共軛分子體系，很難釆 用生物方法將其降解成無機(jī)小分子。目前，針對(duì)此類印染廢水的研宄主要集中在物理吸附、 化學(xué)試劑氧化、膜處理、光催化氧化以及微生物降解處理等技術(shù)。這些方法大多因成本過 高、操作繁瑣、能耗大等一系列問題，廣泛應(yīng)用受到限制。因此，尋求一種價(jià)廉、高效、無污 染、操作方便的吸附劑是當(dāng)前研宄人員需要關(guān)注的重要問題。在此背景下，使用花生殼廢棄 農(nóng)業(yè)生物材料為基材制備吸附劑，對(duì)廢水中鉻藍(lán)黑染料進(jìn)行吸附脫色研宄，具有重要的研 宄意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑 染料的應(yīng)用及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中鉻藍(lán)黑染料難降解、成本高等的技術(shù)問題。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] 甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的應(yīng)用，甲醇改性花生殼吸附劑制 備步驟如下：
[0007] (1)將花生殼洗凈，并烘干至恒重；
[0008] (2)將步驟⑴得到的花生殼粉碎成粒度小于100目的粉末，并保持干燥；
[0009] (3)按花生殼粉質(zhì)量與甲醇體積和濃鹽酸體積比為I :21. 5~260 :0. 2~2. 4,單 位（g/ml/ml)，取花生殼粉、甲醇和濃鹽酸溶液置于反應(yīng)容器中，40~100°C恒溫條件下冷 凝回流0. 5~2. 5h，再進(jìn)行抽濾并清洗至流出液為中性，并在50~70°C條件下烘干，即得 改性花生殼吸附劑，其中甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%~98%，濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37~38%。 [0010] 應(yīng)用甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的方法，將改性花生殼吸附劑 加入鉻藍(lán)黑染料廢水中，在廢水pH值2~12、溫度20~60°C條件下進(jìn)行吸附。
[0011] 進(jìn)一步，所述吸附反應(yīng)在攪拌下進(jìn)行，轉(zhuǎn)速80~150轉(zhuǎn)/min。
[0012] 進(jìn)一步，鉻藍(lán)黑染料廢水濃度為40~60mg/L。
[0013] 進(jìn)一步，加入吸附劑質(zhì)量與廢液的體積比為0. 1~0. 3/25,單位g/ml。
[0014] 進(jìn)一步，所述pH值為2,溫度為40°C。
[0015] 進(jìn)一步，所述吸附反應(yīng)進(jìn)行75min。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明首先用甲醇和濃鹽酸混合溶液對(duì)花生殼粉改性 制成吸附劑，通過此化學(xué)改性步驟提高了花生殼粉的活性官能團(tuán)的數(shù)目和改善了其物理強(qiáng) 度，再用此吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料，其去除染料的能力相較于未改性的有顯著提高。 并且本方法所用原材料資源豐富，成本低，操作簡(jiǎn)便。本方法為農(nóng)作物廢物的利用提供了一 種可靠的途徑，同時(shí)也為吸附劑處理廢水中染料提供了可靠的技術(shù)支持。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0018] 實(shí)施例1 :甲醇改性花生殼吸附劑制備條件的優(yōu)化
[0019] 本實(shí)施例從水浴溫度、花生殼與甲醇和濃鹽酸用量比和冷凝回流時(shí)間三個(gè)方面對(duì) 甲醇改性花生殼吸附劑的制備條件進(jìn)行了優(yōu)化，并通過測(cè)定去除率驗(yàn)證條件的可靠性。
[0020] 1、水浴溫度的確定
[0021] 甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料方法如下：
[0022] (1)將收集好的花生殼用蒸餾水洗凈，并置于烘箱內(nèi)烘至恒重；
[0023] (2)將烘干的花生殼用粉碎機(jī)粉碎，粉碎后用100目篩分篩出粒徑小于100目的粉 末置干燥器內(nèi)備用；
[0024] (3)取2g花生殼，將其置于三口燒瓶中，按照花生殼與甲醇和濃鹽酸用量之比為 1:32. 5:0. 3 (g :mL :mL)的比例加入甲醇-濃鹽酸溶液，置水浴鍋中分別于40、60、80和95°C 下冷凝回流lh，抽濾，粉渣用蒸餾水洗至流出液為中性，最后在50-70°C下烘至恒重，得到 改性花生殼吸附劑，其中甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%，濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37% ;
[0025] (4)分別準(zhǔn)確稱取上述在不同溫度下制備的改性花生殼粉和未進(jìn)行改性的花生殼 粉各0. 2g，加入150mL規(guī)格的錐形瓶中，分別加入50mL濃度50mg/L的鉻藍(lán)黑溶液，置于恒 溫水浴振蕩器中，在20°C下振蕩lh，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/min，測(cè)定殘余液中鉻藍(lán)黑濃度，計(jì)算去 除率，記錄數(shù)據(jù)見表1。
[0026] 表1不同水浴溫度條件制備的甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的 去除率
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的應(yīng)用，甲醇改性花生殼吸附劑制備 步驟如下： (1) 將花生殼洗凈，并烘干至恒重； (2) 將步驟⑴得到的花生殼粉碎成粒度小于100目的粉末，并保持干燥； (3) 按花生殼粉質(zhì)量與甲醇體積和濃鹽酸體積比為I:21. 5~260 :0. 2~2. 4,取花生 殼粉、甲醇和濃鹽酸溶液置于反應(yīng)容器中，40~KKTC恒溫條件下冷凝回流0. 5~2. 5h，再 進(jìn)行抽濾并清洗至流出液為中性，并在50~70°C條件下烘干，即得改性花生殼吸附劑，其 中甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96 %~98%，濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37~38%。
2. 應(yīng)用甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的方法，其特征在于：將改性花 生殼吸附劑加入鉻藍(lán)黑染料廢水中，在廢水pH值2~12、溫度20~60°C條件下進(jìn)行吸附。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的方法，其特征 在于：所述吸附反應(yīng)在攪拌下進(jìn)行，轉(zhuǎn)速80~150轉(zhuǎn)/min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的方法，其特征 在于：鉻藍(lán)黑染料廢水濃度為40~60mg/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的方法，其特征 在于：加入吸附劑質(zhì)量與廢液的體積比為0. 1~0. 3/25,單位g/ml。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的方法，其特征 在于：所述PH值為2,溫度為40°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的方法，其特征 在于：所述吸附反應(yīng)進(jìn)行75min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的應(yīng)用及方法，首先用甲醇和濃鹽酸的混合液對(duì)花生殼進(jìn)行改性，再將改性過后的花生殼作為去除廢水中鉻藍(lán)黑染料的吸附劑，通過測(cè)定殘余液中鉻藍(lán)黑濃度來計(jì)算去除率反映出吸附劑的吸附效果。本發(fā)明制備的改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍(lán)黑染料吸附率可達(dá)90％以上，并且本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，成本低廉，無二次污染，具有產(chǎn)業(yè)化前景。
【IPC分類】B01J20-30, C02F1-28, B01J20-24
【公開號(hào)】CN104785218
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510216764
【發(fā)明人】宋應(yīng)華, 許惠, 劉濤
【申請(qǐng)人】重慶工商大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日