[發明專利]一種染料吸附劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201110219902.0
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102908994A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 林永慧;何興兵;韓國民;馬陶武;胡文勇;田啟建;肖竹平
• 申請（專利權）人: 吉首大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/30
• 代理公司: 北京神州華茂知識產權代理有限公司 11358
• 代理人: 吳照幸

技術領域

本發明具體涉及一種染料吸附劑的制備方法及應用。

背景技術

合成染料是工業廢水中常見的水體污染物，如偶氮類、蒽醌類、三芳基甲烷類和酞菁類染料，這些染料大多數具有毒性，且可以致突變、致癌。目前染料廢水的處理多用物理或化學方法，如吸附、離子交換、凝聚和膜過濾臭氧化，然而由于這些方法大多數存在成本高、耗時長等問題，沒有被廣泛應用。另外生物降解法也是目前使用較多的方法，但是由于合成染料本身對微生物及其分泌酶的抵抗作用，使有些合成染料很難生物降解，即使能夠降解也耗時時間較長，一般需要數天的時間，且處理過程中由于生物降解作用染料產生的副產品或次生代謝物質可能具有比原有底物更高的毒性(Ramsay?and?Nguyen，2002.Biotechnology?Letters，24：1757-1761)。因此，目前急需一種可以解決上述問題的染料去除方法。生物吸附法被認為是去除有毒染料最有應用前景的處理方法之一，由于生物吸附劑自身底物材料取自生物有機質，對環境幾乎無任何危害，且用來制作吸附劑的生物材料天然具有許多活性吸附基團或者具有多孔結構(Batzias?and?Sidiras，2007，Journal?of?Hazardous?Materials，141：668-679)，使其具備較好的吸附潛質，因些對其性能的改造也就相對簡單，成本較低。

目前染料廢水處理中，化學與物理處理方法存在成本較高、容易出現二次污染的問題；生物降解方法存在耗時間時間長、容易產生具毒性的副產品或次生代謝物質的缺點。吸附法具有快速去除廢水染料的優點而受到青睞，但是目前所使用的吸附劑多數經過復雜的改良，其制備過程繁瑣且成本較高，為節省成本又不得不循環使用吸附劑，這樣會因解吸過程大量使用堿物質而增加了二次污染的風險。

發明內容

本發明的目的是提供一種制作簡單、效率高、成本低的生物吸附劑來去除廢水中的染料，即利用雪松針葉烘干粉碎，并利用乙醇脫脂、脫有機色素，經磷酸緩沖液沖洗，再沉淀烘干，過篩后制成吸附劑并用于染料的去除。本發明中的生物吸附劑制備過程簡單，與其它傳統吸附劑相比成本較低，吸附效率較高，且雪松為常見的行道樹和庭園觀賞樹種，取材方面、材料充足，可以減少因吸附劑的循環使用而帶來的高成本、耗時時間長及二次污染問題。

一種簡單高效的染料吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取雪松成熟針葉，干燥后磨碎，取粒徑為300-800μm的粉末；

(2)將所獲得的粉末用無水乙醇浸洗，進行脫脂、脫有機色素處理；

(3)將(2)中的沉淀物用磷酸緩沖液沖洗，去除有機色素；所述磷酸緩沖液的濃度為10mM，pH為4.5；

(4)將(3)中的沉淀物烘干、壓碎，即得粉末吸附劑。

用上述制備的生物吸附劑對各種染料溶液進行脫色，以檢驗其脫色的廣譜性；用上述制備的吸附劑對染料廢水進行脫色，以檢驗其應用潛力，并分析各吸附參數對吸附效果的影響。

實驗步驟：

1.吸附劑制備

取雪松成熟針葉，于75℃下烘干48小時后，取出磨碎過篩留取粒徑約為300-800μm的粉末，將所獲得的粉末用無水乙醇浸洗約1小時進行脫脂、脫有機色素處理，過濾后沉淀用濃度為10mM(pH＝4.5)的磷酸緩沖液沖洗三次，取沉淀于75℃下烘干48小時，用研缽將粉末結塊稍加破碎至均勻，即可作為脫色的吸附劑。

2.不同染料的吸附脫色的廣譜性分析

首先配制濃度為100mg/l的孔雀石綠、結晶紫、甲基橙、橙黃G、亞甲基藍、溴甲酚綠、百里香酚藍、剛果紅、甲基紅、甲基紫染料溶液備用，取上述染料溶液各100ml置于150ml錐形瓶中，之后稱取本發明所提供的吸附劑0.5g共10份分別添加至上述10種染料溶液中，于常溫下120轉/分的搖床上振蕩，每20分鐘取樣一次于4500轉/分的離心機上離心5分鐘，取上清液測定吸光值，并計算脫色率。結果(表1)顯示，本發明提供的吸附劑對上述10種染料均具有較強的脫色效果，顯示本發明所提供的吸附劑對染料吸附具有一定的廣譜性。

脫色率＝(A₀-A_t)/A₀

A₀為染料初始吸光值，A_t為t時刻染料吸光值。

表一雪松針葉粉末吸附劑對不同染料的脫色分析

實施例2