[發明專利]一種簡便高效可磁分離的生物質染料吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 202010214487.9
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111468070B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 楊華棟;胡宇燦;李沛巖;潘劍南
• 申請（專利權）人: 杭州市富陽區浙工大銀湖創新創業研究院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/38;C02F101/36;C02F101/30
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;何俊

本發明涉及水處理領域，公開了一種簡便高效可磁分離的生物質染料吸附劑的制備方法，包括以下步驟：將洗凈的大米于硫酸鈷溶液中浸泡處理，烘干；將烘干的大米碾碎，與活化造孔劑混合均勻；將所得混合物放入管式爐中，在保護氣氛中高溫炭化，待冷卻至室溫后收集黑色粉末狀產物，水洗至中性，烘干。本發明的生物質染料吸附劑在摻雜磁性金屬時能夠有效避免磁性金屬負載于多孔碳材料的孔隙表面而導致的對染料吸附能力降低的風險。

技術領域

本發明涉及水處理領域，尤其涉及一種簡便高效可磁分離的生物質染料吸附劑的制備方法。

背景技術

有機染料是一類重要的化工產品，廣泛應用于印染、皮革、造紙、化妝品、油漆、橡膠、塑料、殺蟲劑、木材防腐劑等各種領域，目前工業所使用到的染料大多數為人工合成，其通常具有十分復雜的化學結構，且非常穩定，有機染料廢水是世界公認的主要工業污染源之一，其含有的多種有機物及有毒物質對生態環境和飲用水造成了極大危害。

相比于其他廢水治理技術(如萃取法、生物法、膜分離法、混凝沉淀法及各類氧化法等)，物理吸附法在處理印染廢水方面有著其它方法不可替代的優勢，分離高效、制作原材料來源廣泛、操作簡便易行，與其他方法相比較為廉價，與萃取法和氧化法相比無二次污染，與萃取法和生物法相比適用范圍較大等。活性炭是印染廢水吸附處理中應用最廣泛的常規吸附劑，但因價格昂貴且難以再生，限制了其進一步的推廣應用。因此，非常有必要開發更為廉價高效的吸附劑。

生物質碳吸附劑是一種典型的物理吸附劑，是指由富含碳的生物質通過裂解或者不完全燃燒生成的一種吸附劑。生物質碳具有發達的孔隙結構、高的比表面積以及豐富的表面官能團等特點，加之生物質在自然界中的分布極為廣泛，諸如林業生物質、農業產物及廢棄物、水生植物、能源植物等，原料來源極為豐富，這使生物質碳在廢水、污水的處理技術領域有廣泛的應用前景。

進一步地，現有技術中還通過在生物質碳吸附劑中摻雜磁性金屬的方式使得生物質碳吸附劑具備磁性可分離、回收的功能。例如：申請號為CN201910690262.8的中國專利公開了一種吸附協同磁化分離技術處理染料廢水的方法，該專利中采用了磁化后的生物炭，具體制備方法為：S1、原生物炭的制備：將棉花秸稈浸泡水洗，除去表面雜物，烘干后粉碎，將碎屑過40目篩，裝入坩堝內，放在馬弗爐內進行500℃熱解6 h后取出，冷卻至室溫，取出炭化物并磨成粉末狀，過80目篩；然后用鹽酸反復酸洗去除灰分，再用去離子水反復沖洗直至炭化物為中性，放置于80 ℃的烘箱中進行烘干，12 h后取出，冷卻至室溫，得CSBC；S2、磁化改性生物炭的制備：稱取5.18 g FeSO4·7H₂O和4.16 g FeCl₃·6H₂O溶于50 mL超純水中，攪拌均勻后，加入5 g所制備的CSBC，混勻后，用氫氧化鈉溶液調節pH值至10-11，采用過濾法獲得固體分，將固體物在75℃的電熱干燥箱中干燥6h，使用無水乙醇進行洗滌，靜置，固液分離，然后采用0.2mol/L的檸檬酸洗滌2次后過濾分離，將固體置于烘箱內60 ℃進行烘干處理12h，使得生物炭表面和孔隙附著一層磁性物質，即得。該發明通過給生物炭進行表面賦磁，可實現吸附材料的快速分離和回收，賦磁完成后，磁性棉花秸稈生物炭對印染廢水中的染料（亞甲基藍）具有很好的吸附去除效果，同時該磁性材料具有良好的穩定性，通過外加磁場可完成水處理吸附劑的有效分離，簡化了處理過程，防止了二次污染。

但是目前來說，現有的生物質碳吸附劑普遍存在以下不足：在生物質炭吸附劑中摻雜有磁性金屬后，增加了磁性金屬對生物質碳吸附劑中孔隙的堵塞風險，從而容易導致生物質碳吸附劑的吸附性能降低。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種簡便高效可磁分離的生物質染料吸附劑的制備方法，本發明的生物質染料吸附劑在摻雜磁性金屬時能夠有效避免磁性金屬負載于多孔碳材料的孔隙表面而導致的對染料吸附能力降低的風險。