[發明專利]一種用于染色廢水處理的燈心草磁性粉體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010512685.3
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111871367B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 夏良君;周思婕;付專;張春華;王阿明;徐衛林
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發明提供了一種用于染色廢水處理的燈心草磁性粉體及其制備方法和應用。制備方法包括以下步驟：將燈心草粉末置于水熱反應釜中，以水為介質，在250～290℃下水熱反應2～4h后取出，過濾、洗滌、干燥，得到燈心草水熱炭粉末；取三價鐵鹽和二價鐵鹽，按Fe³⁺與Fe²⁺物質的量比為1.5～2:1，配制鐵離子溶液；將燈心草水熱炭粉末加入到鐵離子溶液中，然后緩慢滴加堿溶液，在預設溫度下，陳化預設時間，然后過濾、洗滌、干燥，得到所述燈心草磁性粉體。本發明制備的燈心草磁性粉體具有原料價廉易得、比表面積高和易于回收重復使用等優點，尤其對醇類有機溶劑和水共混體系染色殘液具有良好的吸附脫色作用。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，尤其涉及一種用于染色廢水處理的燈心草磁性粉體及其制備方法和應用。

背景技術

隨著紡織、皮革等行業的不斷發展，大量的染料廢水被排放進入水體環境中，由于工業用染料種類多、成分復雜，很難從水體中清除，從而干擾和破壞水體中的生物生長環境，造成嚴重水體污染。因此，染料廢水的處理和回收對企業的持續發展和環境保護具有重要意義。目前工業常用的染料廢水處理方法主要有物理法、化學法和生物處理法。其中物理處理法中的吸附法是染料廢水最直接、最有效的處理方法，廣泛應用于各大企業。吸附法作為一種污水處理的方法，由于其具有成本低、效率高、操作簡單、耗時短，并且還能夠與其他污水治理技術相互補充應用等優點，已經得到了大規模的應用。目前，常用的吸附材料如活性炭、粘土和沸石等已被應用于處理染料廢水。其中最常用的吸附劑是活性炭，但在實際應用中仍存在固液難分離，無法實現回收等缺點，亟需研發一種高效的吸附劑對他進行替代。近年來，大多吸附劑集中在微米、納米材料的研究上，此類吸附劑具有比表面積大、吸附容量高等優點，但是也存在顆粒小，分離難，無法實現重復使用等弊端，在實際工業應用中受到了極大的限制。因此，制備高吸附性能且成本低廉的吸附材料，對研究吸附法處理染料人仍有重要意義。

燈心草是燈心草科燈心草屬的多年生草本植物，是民間傳統中藥。本屬植物分布廣泛，資源豐富，目前對其化學和藥理研究較多，忽略了燈心草為天然多孔纖維素纖維這一優異性能。燈心草多孔纖維材料是天然的纖維素低密度多孔材料，其具有優異的比表面積和孔隙率，具有優異的吸附性能，能夠有效地吸附液體、微小顆粒等物質。燈心草多孔天然纖維素纖維具有高比表面積、高孔隙率和低密度等優勢，在吸附、隔熱等方面有較大的前景。

公開號為CN109485042A的中國發明專利公開了一種基于通草/燈心草互聯多孔結構的活性炭材料的制備方法，將通草或燈心草置于高溫爐中，通惰性氣體、炭化，得到通草或燈心草基碳材料；將通草或燈心草基碳材料與活化劑混合浸漬、烘干、研磨得到混合物；將混合物在惰性氣體保護下在300-900℃處理0.5-8h，自然冷卻至室溫，再使用HCl和去離子水反復的沖洗過濾至pH為7，最后干燥，得到基于通草和燈心草制備的多層次孔道活性炭，總比表面積為可達3000m²/g以上。

公開號為CN109482154A的中國發明專利公開了一種染料吸附材料的制備方法，通過醇類有機溶劑洗滌燈心草，并用殼聚糖改性燈心草。本發明采用的燈心草纖維具有三維多孔結構，高比表面積、高孔隙率，有良好的吸附性能，通過本發明的殼聚糖改性方法能夠有效利用燈心草的多孔結構，提高燈心草纖維對殼聚糖的吸附量，同時減少了吸附材料基體的制備，制備的殼聚糖改性燈心草纖維材料性能穩定，對染液有良好的吸附性能。

公開號為CN109651644A的中國發明專利公開了一種β-環糊精接枝改性燈心草脫除有色滌綸中分散染料的方法，將β-環糊精、檸檬酸、次磷酸鈉和乙醇加入水中，攪拌混合以獲得混合溶液，將燈心草加入所述混合溶液中，在回流溫度下進行反應，得到β-環糊精接枝改性燈心草。使用制備的β-環糊精接枝改性燈心草對其中分散有分散染料的有色滌綸溶液進行吸附，可以充分脫除有色滌綸中的分散染料，從而實現有色滌綸廢料的回收利用。但該方法仍存在顆粒小、分離難、無法實現重復使用等問題。