[發明專利]十六烷基三甲基溴化銨改性核桃殼吸附劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310367160.5
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103464111A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 操家順;林俊雄;方芳;胡海蘭;馬宏偉;謝玉潔;周明
• 申請（專利權）人: 河海大學;南京河?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明屬于改性吸附劑材料制備領域，具體涉及一種十六烷基三甲基溴化銨改性核桃殼吸附劑及其制備方法和應用。?

背景技術

近年來，隨著鄉鎮企業的飛速發展和農村城鎮建設的進一步加快，水資源的需求量不斷增加，但相伴產生的是各種生活污水、工業廢水的排放日漸增加，特別是偶氮染料對生態環境和人類健康的影響日益嚴重，對其進行相應處理已成為環境治理中越來越突出的問題。傳統的處理染料廢水的方法有膜分離法、絮凝法、電化學法、生物法、高級氧化法和活性炭吸附法等。其中活性炭吸附因其方法簡單，操作簡易和去除效率高等諸多優勢已成為目前應用最廣的染料廢水處理技術，但耗量大、成本高及再生會產生二次污染等不良因素限制了其進一步的發展應用。?

尋找一種成本低廉、易獲得和吸附效果好的農林廢棄物作為吸附劑來處理各種偶氮印染廢水具有理論及實際意義。許多學者使用農林副產物，如蔗渣、香蕉皮、花生殼、茶葉廢渣、甘蔗渣、杏仁殼、柚子皮和秸稈等，經過一系列物理化學改性處理，制備了廉價、選擇吸附性高的吸附劑，且已證明其具有良好的效果。?

余純麗等人在《安徽農業科學》，2009，37（20）：9618-9620發表的“甲醛改性花生殼對亞甲基藍的吸附特性研究”一文中，通過甲醛改性花生殼對亞甲基藍的吸附試驗，制得對亞甲基藍有很好吸附性的的吸附材料，但仍存在對染料的吸附量太小、耗材大的不足；中國專利CN200510040485.8，一種陽離子吸附劑的制備方法及應用，該專利將粉碎后的秸稈用檸檬酸改性，回流12個小時，過濾，蒸餾水洗至中性，該制備方法存在整個過程工藝復雜、改性添加劑用量大、成本高的不足；中國專利CN201010243990.3，一種用芭蕉芋渣制備陽離子型吸附劑的方法，先將堿液與芭蕉芋渣進行攪拌，再加入環氧丙基三甲基氯化銨攪拌30min，于烘箱中反應后用鹽酸調pH至中性，過濾，洗滌，真空干燥而得，該方法存在原料有限、原料收集困難、制備過程繁瑣等不足；黃江盛?等人在“茶葉質鐵對活性艷紅K-2BP染料和活性嫩黃K-6G染料的吸附性能研究”一文中談及用改性茶葉與Fe³⁺反應，制得吸附材料茶葉質鐵，但對兩種染料的吸附量都較低，且最佳pH接近1，難以推廣使用。?

盡管目前已有關于利用陽離子表面活性劑改性而得的吸附劑，但多數都存在對偶氮染料吸附能力差的缺點，如中國專利CN201210017766.1，一種磁性殼聚糖/陽離子表面活性劑改性沸石吸附劑及其制備方法和應用，其對剛果紅的吸附量僅為84mg/g;專利CN201110219902.0，一種染料吸附劑的制備方法及應用，所制作的生物吸附劑投加量為15g/L時對染料脫色率僅為78%，即所制備的吸附劑對染料的吸附量不高；論文Adsorption?of?dye?from?wastewater?using?chitosan-CTAB?modified?bentonites.中同樣采用了陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨來對殼聚糖進行改性，但其對染料弱酸猩紅的最大吸附量也僅為102.0mg/g。?

為了克服這些不足，本發明將比表面積大、機械強度高、化學穩定性良好和易再生的核桃殼用陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨進行改性，用其吸附偶氮染料。?

發明內容

解決的技術問題：本發明克服現有技術的不足而提出一種十六烷基三甲基溴化銨改性核桃殼吸附劑及其制備方法和應用，本發明利用陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨對比表面積大、機械強度高、化學穩定好和易再生的核桃殼進行改性，得到對偶氮染料活性艷紅K-2BP有優異吸附容量的改性核桃殼吸附劑。?

技術方案：本發明以生物質材料核桃殼為原料，使用陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨對其進行改性，制備一種十六烷基三甲基溴化銨改性核桃殼吸附劑，制得的吸附劑為棕褐色粉末。?

本發明十六烷基三甲基溴化銨改性核桃殼吸附劑，由以下步驟制備而得：?

步驟一，制備核桃殼粉末：?

將洗凈的核桃殼粉碎過篩，得核桃殼粉末；?

步驟二，制備改性液：?

（1）改性液A的制備：在50～75℃下，將陽離子表面活性劑十六烷基三甲?基溴化銨溶解于去離子水中，配制質量分數為0.05～1%的十六烷基三甲基溴化銨水溶液，即為改性液A；?

（2）改性液B的制備：用鹽酸調節異丙醇pH值為1～5，所得溶液即為改性液B；?

（3）混合：攪拌下將改性液B滴加至改性液A中，改性液A與改性液B的體積比為4～10：1，攪拌混合均勻，即得改性液；?

步驟三，改性：?