[發明專利]一種改性廢棄茶葉渣吸附劑、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201310320360.5
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103406105A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 高景峰;司春英
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/32;C02F1/28;C02F103/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明屬于吸附劑技術領域，涉及一種利用吸附劑去除廢水中活性艷藍KN-R的方法，特別是涉及一種利用改性廢棄茶葉渣吸附劑去除廢水中活性艷藍KN-R的方法。

背景技術

近年來，合成染料廣泛應用在紡織、制革、塑料、造紙等行業，每年全世界范圍內約生產7×10⁵～1×10⁶噸合成染料，其中10～20%的染料在生產和使用過程中排放到環境中。由于染料化學結構穩定及難降解等特性，給生態環境帶來嚴重的危害。近年來，污染物排放標準日益嚴格，染料廢水需經過適當的處理后方能排放，不僅需去除廢水中高含量的COD、氨氮及懸浮顆粒物等，還需脫去染料廢水的顏色。然而，少量的染料即可產生明顯的顏色，使染料廢水脫色成為廣泛關注的難題。

生物吸附法是一種新興的廢水處理技術，在處理含染料、重金屬離子及其他污染物的廢水中有著其它方法不可替代的優勢，如廉價、高效、來源豐富、無二次污染等優點。而傳統方法如離子交換法、膜分離法及活性炭吸附法成本較高，而沉淀法、氧化還原法及鐵氧體法又因為對化學試劑和能量的消耗過大，還可能導致二次污染，限制了它們的廣泛應用。

眾所周知，茶是中國傳統的飲品，中國有著悠久的飲茶文化。中國是茶葉種植大國，2012年中國茶產量191.5萬噸，但飲茶后產生的茶葉渣卻很少利用，大多是直接丟棄，不僅造成了資源的浪費也污染了環境。實際上，茶葉具有網狀結構、多孔、表面積很大并富含氧、氮、磷和硫等活性基團，是一種具有發展潛力的吸附材料。利用廢棄茶葉渣制備吸附劑處理廢水中活性艷藍KN-R，不但實現了廢棄茶葉渣的資源化和經濟價值，而且能夠減輕廢棄茶葉渣造成的污染，同時可以有效地去除廢水中的染料，達到變廢為寶、以廢（廢棄茶葉渣）治廢（染料廢水）的效果。

發明內容

本發明專利的目的在于提供一種高效、低成本的改性廢棄茶葉渣吸附劑、制備方法及吸附活性艷藍KN-R染料的應用。

為了實現上述目的，本發明所提出的改性廢棄茶葉渣吸附劑為鹽酸改性的廢棄茶葉渣吸附劑，其制備方法，包括以下步驟：

將綠茶于沸水中浸泡2h后（6～10次浸泡），取出茶葉渣用蒸餾水沖洗數次，然后將茶葉渣在鹽酸溶液中浸泡12～24h，過濾分離，濾渣用蒸餾水清洗至pH呈中性，干燥，即得到改性廢棄茶葉渣吸附劑。

上述鹽酸溶液的濃度優選0.10～0.50mol/L，廢棄茶葉渣與鹽酸溶液的用量優選為廢棄茶葉渣重量（g）：鹽酸溶液體積（mL）為：1:20～1:100，改性的溫度優選20～50℃。廢棄綠茶渣優選為于沸水中浸泡6～10次，浸泡時間為2h的廢棄綠茶渣。

本發明的改性廢棄茶葉渣吸附劑用于溶液中活性艷藍KN-R的吸附去除。

上述改性廢棄茶葉渣吸附劑用于溶液中活性艷藍KN-R的吸附去除優選條件為：將含活性艷藍KN-R的溶液調節pH為1～11（優選為1～3），加入改性廢棄茶葉渣吸附劑，使得改性廢棄茶葉渣吸附劑濃度為4～20g/L，吸附6～24h后，過濾分離，濾液調至中性，排放。

本發明的有益效果是：采用本發明的改性廢棄茶葉渣吸附劑用于含活性艷藍KN-R的溶液或廢水處理，與離子交換法、膜分離法、沉淀法、活性炭吸附法等相比，成本低、化學藥劑用量少、無二次污染。本發明所述的改性廢棄茶葉渣吸附劑，對含活性艷藍KN-R的溶液的吸附容量大（20℃，最大單分子層吸附量Q₀是149.25mg/g），去除效果顯著（最高去除率可達96.79%，最低去除率為94.16%）。本發明所述的吸附劑來源豐富，制備簡單，成本低，不僅使受活性艷藍KN-R污染的廢水得到凈化，而且減輕了因茶葉渣處理不當造成的污染。

附圖說明

圖1為廢棄茶葉渣吸附劑和本發明的改性廢棄茶葉渣吸附劑對活性艷藍KN-R的吸附效果比較。

圖2為不同初始pH對本發明的改性廢棄茶葉渣吸附劑吸附活性艷藍KN-R的影響。

圖3為活性艷藍KN-R的吸附效果與本發明的改性廢棄茶葉渣吸附劑用量的關系曲線。

圖4為活性艷藍KN-R的吸附效果與活性艷藍KN-R初始質量濃度和時間的關系曲線。

圖5為本發明的改性廢棄茶葉渣吸附劑吸附活性艷藍KN-R的Langmuir吸附等溫線。

圖6為本發明的改性廢棄茶葉渣吸附劑吸附活性艷藍KN-R的Temkin吸附等溫線。

圖7為本發明的改性廢棄茶葉渣吸附劑在吸附活性艷藍KN-R前后的紅外光譜圖。

具體實施方式