[發(fā)明專利]一種針對水中陰離子型染料的磁性生物吸附劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310679974.2
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103638907A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 李小娟;林萍;朱云燕;劉明華
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/30
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發(fā)明涉及一種水處理劑，特別是涉及一種針對水中陰離子型染料的磁性生物吸附劑。

背景技術

吸附法被認為是一種簡單、快速、有效的廢水處理方法，該技術的成功應用很大程度上取決于吸附劑的高效發(fā)展。近年來，生物吸附材料磁化后所得的磁性生物吸附劑受到人們廣泛的關注。磁性生物吸附劑可通過磁分離技術可實現(xiàn)固液的簡單分離，同時吸附劑磁化后具有機械強度高、化學穩(wěn)定性好、廉價和易于再生等優(yōu)點，因此磁性生物吸附劑在水處理工程中具有很好的應用前景。

目前，由于生物吸附劑表面帶負電荷，使得其主要應用于水中重金屬離子以及陽離子型染料的去除，而對陰離子型染料的去除鮮見報道，因此如何采用磁性生物吸附劑實現(xiàn)水中陰離子型染料的去除成為一個有待研究的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種針對水中陰離子型染料的磁性生物吸附劑，其特征在于，所述的吸附劑為納米Fe₃O₄與生物質(zhì)材料復合后再與十六烷基三甲基溴化銨反應生成的改性材料，納米Fe₃O₄的含量為38.1?wt?%~57.5?wt?%，所述的吸附劑飽和磁化強度為25.1?emu/g~38.4?emu/g；所述生物質(zhì)材料為石莼、小球藻、酵母粉。

所述的磁性生物吸附劑的制備方法，其特征在于依次包括以下兩個步驟：

（1）采用戊二醛交聯(lián)法制備磁性生物質(zhì)材料：將生物質(zhì)材料和納米Fe₃O₄加入戊二醛溶液中，控制生物質(zhì)材料和納米Fe₃O₄總和的投加濃度為20?g/L，25?℃下攪拌反應，在外加磁場的條件下進行分離，去離子水和乙醇交替洗滌、冷凍干燥后得磁性生物質(zhì)材料；所述的生物質(zhì)材料為干燥的粉末狀石莼、酵母粉或小球藻；

（2）將步驟（1）得到的磁性生物質(zhì)材料加入十六烷基三甲基溴化銨溶液中，控制磁性生物質(zhì)材料的投加濃度為30?g/L，常溫下攪拌反應24?h后，去離子水洗滌、冷凍干燥后得磁性生物吸附劑。

步驟（1）中生物質(zhì)材料和納米Fe₃O₄的投加質(zhì)量比為2:3~3:2，戊二醛溶液濃度為7%~50%（w/v），攪拌反應時間為12?h~24?h。

步驟（2）中十六烷基三甲基溴化銨溶液的濃度為0.5%~2%（w/v）。

所述的磁性生物吸附劑的應用，其特征在于，將其作為吸附劑應用于吸附去除水中的陰離子型染料。

其具體的為：將磁性生物吸附劑投加進含陰離子型染料的水中常溫下進行振蕩吸附，后通過外加磁場進行分離。

所述陰離子染料為靛藍二磺酸鈉。

更具體的是：將0.1?g所述的磁性生物吸附劑投加到濃度為小于500?mg/L的靛藍二磺酸鈉溶液中，25?℃下在恒溫振蕩器中以150?rmp的速度振蕩吸附過夜，然后通過設置外加磁場（例如普通的磁鐵）進行固液分離。

同時，可以用稀堿液例如（0.1M的NaOH）浸泡吸附后分離出來的吸附劑實現(xiàn)回收再利用。

本發(fā)明所制得的磁性生物吸附劑，其具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明所用的生物質(zhì)材料（石莼、酵母粉和小球藻），均來源豐富，價格低廉。

（2）本發(fā)明所得的磁性生物吸附劑經(jīng)過采用戊二醛將生物質(zhì)材料與納米Fe₃O₄交聯(lián)結合后，在使用過程中不易發(fā)生脫落，且機械強度高、化學穩(wěn)定性好。

（3）本發(fā)明所得的磁性生物吸附劑不但對水中的陰離子型染料具有較高的吸附容量，而且具有較好的磁性能，可通過外加磁場實現(xiàn)對吸附劑的固液分離和回收再利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的吸附劑的XRD圖；

圖2為本發(fā)明實施例的吸附劑對靛藍二磺酸鈉的等溫吸附平衡線圖；

?具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，以下實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下屬的實施例。

???實施例中制備出的吸附劑中納米Fe₃O₄的含量采用熱重法測得，飽和磁化強度由振動樣品磁強計測得。

實施例1：本發(fā)明所述磁性生物吸附劑的制備