[發(fā)明專利]一種磁性竹纖維基活性炭材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107243323B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 王建軍
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

本發(fā)明涉及一種磁性竹纖維基活性炭材料及其制備方法和應(yīng)用，主要應(yīng)用于處理含染料的工業(yè)廢水，屬于環(huán)境治理中的廢水處理領(lǐng)域。該材料主要由竹纖維原材料和吸附在竹纖維原材料上的鐵的氧化物構(gòu)成，金屬質(zhì)量百分比含量為20％?35％。該材料由鐵鹽、竹纖維原材料及二次蒸餾水制備而成，制備原料的重量份數(shù)組成為鐵鹽0.5～10份；竹纖維原材料1～10份；二次蒸餾水5～100份。本發(fā)明還公開了該材料的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的材料具有穩(wěn)定性高、處理效果好、制備成本低、制備原料豐富并可再生、制備方法簡單方便、可回收重復(fù)利用的特點(diǎn)，可有效吸附和降解廢水中的染料，是一種處理含染料廢水行之有效的可回收再利用綠色材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁性竹纖維基活性炭材料及其制備方法和應(yīng)用，主要應(yīng)用于處理含染料的工業(yè)廢水，屬于環(huán)境治理中的廢水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，有超過100000種染料已經(jīng)用于紡織、紙漿、造紙、制藥、皮革等工業(yè)領(lǐng)域。用于紡織行業(yè)的染料必須具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，因此這些染料的生物降解或處理相當(dāng)耗時、低效且困難重重。截至目前，紡織工業(yè)每年消耗10000多種染料，質(zhì)量超過7×10⁵噸，并且排出大量廢水，造成很嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。即使染料經(jīng)過降解、處理，其產(chǎn)物仍對生物體產(chǎn)生致畸、致癌作用。同時，廢水中含有多種有機(jī)化合物和有毒物質(zhì)，會在生物體內(nèi)逐漸積累，對生物體的生存形成潛在威脅，尤其是對魚類和其它水生生物危害極大。因此，鑒于含有染料的污水的強(qiáng)污染性和毒害性，對于這種污水的處理意義重大。

含有染料的廢水組分復(fù)雜，生化降解能力差，并且一般都具有惡心的氣味和較深的顏色，使得處理該類污水的難度很大。國內(nèi)外去除廢水中染料的方法主要有以下幾種：化學(xué)法(混凝法、電解法、高級氧化法等)、物理化學(xué)法(吸附法、反滲透法、離子交換法、超聲波技術(shù)等)、生物法(酶催化法、固定化技術(shù)、生物接觸氧化法等)。

混凝法被認(rèn)為是最有效、最經(jīng)濟(jì)的脫色技術(shù)之一，尤其是對分散染料、還原染料、硫化染料特別有效。其主要優(yōu)點(diǎn)是成本低、處理量大。缺點(diǎn)是需隨水質(zhì)條件變化改變脫色條件、對親水性染料脫色效果低、脫水處置困難且生成大量泥渣。

電化學(xué)技術(shù)是處理含染料廢水的有效方法。其優(yōu)勢是適應(yīng)性強(qiáng)、處理量大、處理費(fèi)用較低。但是其通用性和可行性需進(jìn)一步完善。

化學(xué)氧化法包括臭氧氧化法、過氧化氫氧化法和光催化氧化法等。臭氧氧化法經(jīng)常被用來除去含染料廢水的色度和難降解有機(jī)物，該法不會生成污泥、不會造成污染且容易控制，但是處理成本高，不適合大流量廢水的處理；H₂O₂單獨(dú)使用氧化性不強(qiáng)，與Fe²⁺共存時，氧化能力增強(qiáng)。該法脫色效果良好，但是處理費(fèi)用較高；光催化氧化法研究對象主要是半導(dǎo)體如TiO₂。TiO₂無毒、廉價、穩(wěn)定性高且能被太陽光中紫外部分激發(fā)。該法處理效率較高、一次性投用量小、殘?jiān)佟５捎诖呋瘎┗赜谩⒐庠醇按呋瘎﹥r格等問題，暫時未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

反滲透法是一種相當(dāng)精密的膜法液體分離技術(shù)，常應(yīng)用于污水處理環(huán)節(jié)中的深度處理。但是膜表面容易受到污染發(fā)生堵塞，并且造價成本過高，限制了其在含染料污水處理中的廣泛使用。

離子交換法處理廢水具有廣闊的前景，近年來進(jìn)展很快。應(yīng)用離子交換法設(shè)備比較簡單、操作容易控制、廢水中的離子去除效率較高。但其應(yīng)用范圍還受到離子交換劑品種、產(chǎn)量、成本的限制，對廢水的預(yù)處理要求較高，另外，離子交換劑的再生及再生液的處理有時也是一個難以解決的問題。

超聲波技術(shù)對各類染料具有廣泛的適應(yīng)性，它可以單獨(dú)使用也可與其它水處理技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。只要條件合適，有機(jī)物可以被徹底降解為二氧化碳和無機(jī)離子，是一種環(huán)境友好的水處理技術(shù)，具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。超聲波技術(shù)要更好的應(yīng)用于含染料污水處理中，需要提高聲解的速率和程度，提高聲能的利用效率，避免有毒中間體或產(chǎn)物的產(chǎn)生。