[發(fā)明專(zhuān)利]一種吸附劑及其綠色經(jīng)濟(jì)制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711204650.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107961765A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯德義;張平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/24
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 關(guān)暢,王春霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種吸附劑及其綠色經(jīng)濟(jì)制備方法與應(yīng)用，屬于染料吸附技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化節(jié)奏的不斷加快，人們周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境遭受了嚴(yán)重的破壞和污染。據(jù)報(bào)道，全世界每年近幾十萬(wàn)噸染料廢水排放到環(huán)境中。而廢水中的染料對(duì)光和熱穩(wěn)定，最終對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康會(huì)造成巨大的威脅，這種嚴(yán)峻形勢(shì)促使科研工作者盡快探索出能夠徹底和高效的去除染料的方法。目前，處理染料廢水的方法多種多樣，包括預(yù)氧化、膜過(guò)濾、吸附和混凝絮凝處理等。然而有很多方法存在使用有毒化學(xué)品或者產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物、能耗和成本高等缺陷，其中吸附方法以其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于操作，效率高等優(yōu)點(diǎn)，成為處理染料廢水效果顯著的方法之一。

在眾多吸附劑中，納米材料由于其形狀規(guī)則、表面積大和孔隙率可控等優(yōu)點(diǎn)，已成為高效吸附劑的一個(gè)代表，并受到科研工作者的廣泛關(guān)注。迄今，許多納米材料包括碳納米管、石墨烯、金屬氧化物等已被成功制備，并應(yīng)用于染料廢水修復(fù)的實(shí)驗(yàn)室研究。然而，這些方法的合成工藝復(fù)雜和危險(xiǎn)試劑的使用等因素，嚴(yán)重限制了這些納米材料的大規(guī)模生產(chǎn)。因此，需要開(kāi)發(fā)綠色可行的方法制備經(jīng)濟(jì)高效的吸附劑來(lái)滿(mǎn)足環(huán)境修復(fù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用爬山虎葉提取液制備以鐵銅為基的吸附劑的制備方法，本發(fā)明通過(guò)在合成過(guò)程中添加草酸，并探究其對(duì)制備樣品的吸附孔雀綠染料性能的影響。

本發(fā)明提供的以鐵銅為基的吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

采用水提取爬山虎葉子得到爬山虎葉提取液；向所述爬山虎葉提取液中加入草酸并與FeCl₃和CuCl₂的混合水溶液混合，即得到所述以鐵銅為基的吸附劑。

上述的制備方法中，所述提取之前，所述爬山虎葉子經(jīng)干燥(至其質(zhì)量不變)并破碎處理。

上述的制備方法中，所述提取步驟中，所述水的用量為：1g所述爬山虎葉子需要10～40mL所述水，如需要17mL所述水。

上述的制備方法中，所述提取的條件如下：

溫度可為50～80℃；

時(shí)間可為1～10小時(shí)，如在80℃的條件下提取2小時(shí)。

上述的制備方法中，所述草酸與所述爬山虎葉提取液的配比為：1g所述草酸：70～650mL所述爬山虎葉提取液，如1g：635mL。

上述的制備方法中，所述混合水溶液中，F(xiàn)eCl₃的質(zhì)量百分含量為1～5％，如2％，CuCl₂的質(zhì)量百分含量為1～5％，如1.5％。

上述的制備方法中，所述爬山虎葉提取液與所述混合水溶液的體積比可為1：0.05～1，具體可為1：0.5～1或1：0.5。

上述的制備方法中，所述混合步驟后攪拌2～12h，離心后進(jìn)行干燥。

本發(fā)明以普遍易得的爬山虎葉為原材料，成本低廉，操作簡(jiǎn)單，無(wú)毒副產(chǎn)物；同時(shí)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，制備的吸附劑的尺寸和草酸的添加有重要關(guān)系，草酸的添加對(duì)制備樣品顆粒的粒徑有重要影響。

本發(fā)明制備的吸附劑能夠有效吸附染料，尤其是對(duì)孔雀綠染料表現(xiàn)出較好的吸附性能，能夠用于染料廢水的修復(fù)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明制備方法所用的原材料易得，無(wú)毒，環(huán)保，價(jià)格低廉，具有廢料回收再利用的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明制備的吸附劑對(duì)染料表現(xiàn)出較高的吸附性能，屬于環(huán)境友好型材料。

3、本發(fā)明吸附劑制備過(guò)程中所需設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，制備速度快，適用性強(qiáng)，綠色環(huán)保，易于在現(xiàn)實(shí)生活中進(jìn)行推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備的S₁樣品(左圖)和S₂樣品(右圖)的TEM圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中吸附時(shí)間對(duì)S₁樣品和S₂樣品吸附孔雀綠染料的影響。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中S₂樣品吸附MG染料的動(dòng)力學(xué)分析。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中S₂吸附劑投入量對(duì)染料MG的吸附性能的影響。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例4中S₂吸附劑循環(huán)利用后的吸附容量。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例5中S₂吸附劑穩(wěn)定性的結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。

下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。

實(shí)施例1、