[發明專利]一種廢水中陽離子染料的吸附方法

在審

• 申請號: 202210760982.9
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115282924A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 吳文娟;李鵬輝;劉慧君;粟婉婷;魏雨濛;吳彩文;金永燦
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 南京聯卓知識產權代理有限公司 32597
• 代理人: 陳璐

本發明屬于染料吸附領域，具體涉及一種廢水中陽離子染料的吸附方法。本發明將木質素磺酸鹽加入苯胺溶液中并混合均勻，在氧化劑作用下進行反應，過濾后洗滌干燥得到木質素/聚苯胺前驅體，依次進行預碳化和活化后制得木質素基O，N，S共摻雜多孔碳吸附材料并用于陽離子染料的吸附。以氮含量豐富的聚苯胺和木質素磺酸鹽為原料，可以制得具有豐富介孔和高表面積的O、N、S多元摻雜層狀多孔碳材料，制得的多孔碳材料在碳原子的六邊形環面形成了無序、不規則的片狀結構，并伴有晶體缺陷，可以為離子或電子的吸附和嵌入提供缺陷和活性位點，對陽離子染料進行吸附時，該吸附以化學吸附占主導，吸附能力大大提高。

技術領域

本發明屬于染料吸附領域，具體涉及一種廢水中陽離子染料的吸附方法。

背景技術

多孔碳材料由于比表面積大、高度發達的孔隙結構、良好的熱穩定性，有利于進行大規模生產，并廣泛應用于能量存儲、吸附等領域。以天然碳源如生物質、生物質廢棄物和工業廢棄物為原料合成的活性炭，由于原料的可利用率，是目前研究最多的活性炭。一般來說，碳材料通常具有較高的比表面積和表面化學性質，因此具有很好的吸附性能。與普通的碳材料相比，有雜原子摻雜的碳材料由于增加了該材料的表面缺陷和化學活性位點，從而增加了碳材料的化學吸附作用。

申請號為CN201810062244.0的中國專利中公開了一種木質素或胺基木質素修飾的磁性納米吸附劑的制備與應用，其將木質素或胺基修飾的木質素溶解于堿性沉淀劑中，采用改良的化學共沉淀法將木質素和原料鐵鹽經過一步轉化即得到磁性納米吸附劑，該吸附劑對陰離子染料、陽離子染料均有吸附能力，其對亞甲基藍的最大飽和吸附量分別可達240mg/g。現有技術中木質素基多孔碳材料具有吸附位點少，吸附容量低等問題。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，提高多孔碳材料的吸附能力，本發明提供一種廢水中陽離子染料的吸附方法。

一種廢水中陽離子染料的吸附方法，包括以下步驟：

S1：將苯胺溶于鹽酸中得到苯胺溶液，然后將木質素磺酸鹽加入苯胺溶液中并混合均勻，在氧化劑作用下進行反應，過濾后洗滌干燥得到木質素/聚苯胺前驅體；

S2：將所述木質素/聚苯胺前驅體置于管式爐內碳化，研磨得到粉末樣品；

S3：將KOH或NaOH溶于去離子水中，加入所述粉末樣品并攪拌混合，干燥；然后在N₂氛圍下置于管式爐內煅燒，然后經洗滌、干燥制得多孔碳吸附材料；

S4：將所述多孔碳吸附材料加入陽離子染料中，在吸附溫度55-85℃下，吸附不少于80min即可。

優選的，S2中碳化溫度為380-450℃，碳化時間為1-2h。

優選的，S3中所述管式爐煅燒過程具體包括為：以5℃/min的加熱速率升溫至500-900℃，保溫2h；保溫結束后冷卻至室溫。

優選的，S3中所述管式爐煅燒過程具體包括為：以5℃/min的加熱速率升溫至700℃，保溫2h；保溫結束后冷卻至室溫。

優選的，S1中所述干燥采用冷凍干燥的方式。

優選的，S1中所述苯胺與所述氧化劑的摩爾比為(1-4)∶1。

優選的，S1中所述苯胺與所述木質素磺酸鹽質量比為1∶(2.5-6)。

優選的，所述氧化劑為過硫酸銨。

優選的，S1中所述反應溫度為0-4℃，所述反應時間為24h。

相比于現有技術，本發明的有益效果為：

以氮含量豐富的聚苯胺和木質素磺酸鹽為原料，可以制得具有豐富介孔和高表面積的O、N、S共摻雜層狀多孔碳吸附材料，提高了生物質能源的利用率；