一種磁性荔枝皮吸附材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種磁性荔枝皮吸附材料，該材料利用干荔枝皮和納米Fe3O4作為主要成分，充分利用荔枝皮本身疏松多孔、比表面積較大具有良好的吸附性能等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合納米Fe3O4粉末的特性獲得了這種新型吸附材料，該材料可以吸附廢水中的染料污染物，且易與廢水分離可以重復(fù)利用，實(shí)驗(yàn)證實(shí)4次利用后對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色效率仍可達(dá)80%以上，具有極高的利用價(jià)值和環(huán)保效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種磁性荔枝皮吸附材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其提供了一種新型吸附材料，特別是一種磁性荔枝皮吸附材料。
【背景技術(shù)】
[0002]染料廢水特別是亞甲基藍(lán)類(lèi)染料廢水污染對(duì)環(huán)境造成了極為嚴(yán)重的危害，現(xiàn)行全混吸附方法處理上述染料廢水存在吸附劑與處理廢水難分離的問(wèn)題，因此造成吸附劑利用率極低，無(wú)法循環(huán)利用進(jìn)而造成了更加嚴(yán)重的污染，因此這已成為制約全混吸附處理廢水方法的使用的關(guān)鍵。在資源日漸枯竭、環(huán)境意識(shí)日益增強(qiáng)的今天，開(kāi)發(fā)新型磁性吸附劑成為解決全混吸附處理方法難以固液分離的有效選擇。
[0003]荔枝皮是荔枝食用后經(jīng)過(guò)干燥的果皮，一般均是作為垃圾丟棄從而造成了環(huán)境污染。最近研究發(fā)現(xiàn)荔枝皮中含有大量羥基(-OH)、羧基(-C00H)等多種基團(tuán)，經(jīng)過(guò)處理的荔枝皮本身疏松多孔，比表面積較大且來(lái)源廣泛，但是由于現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于其研究和應(yīng)用較少，一直無(wú)法有效的利用這一資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有吸附材料存在的諸多不足之處，本發(fā)明發(fā)明人結(jié)合對(duì)于荔枝皮的綜合研究，提供了一種全新的磁性荔枝皮吸附材料，該材料利用干荔枝皮和納米Fe3O4作為主要成分，充分利用荔枝皮 本身疏松多孔，比表面積較大具有良好的吸附性能的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合納米Fe3O4粉末的特性獲得了這種新型吸附材料，該材料可以吸附廢水中的染料污染物，且易與廢水分離，可以重復(fù)利用，實(shí)驗(yàn)證實(shí)4次利用后對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色效率仍可達(dá)80%以上，具有極高的利用價(jià)值和環(huán)保效益。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案是:
[0006]一種磁性荔枝皮吸附材料，所述的磁性吸附材料主要組分按重量份計(jì)為:
[0007]荔枝皮3-6份
[0008]納米Fe3O41-4 份
[0009]三聚磷酸鈉1-2份，
[0010]其中所述的荔枝皮為市購(gòu)干荔枝皮經(jīng)清洗干燥后粉碎，過(guò)60目篩獲得。
[0011]之所以選擇干荔枝皮作為原料來(lái)源，主要是由于干荔枝皮中的水分已經(jīng)被去除，其疏松多孔的性能更好，可以更好的作為載體使用，發(fā)明人將市購(gòu)干荔枝皮經(jīng)清洗干燥后粉碎，過(guò)60目篩獲得；處理的太細(xì)不利于納米Fe3O4和荔枝皮結(jié)合，太粗的話顆粒比表面積變小，吸附能力會(huì)變?nèi)?；本發(fā)明所選用的荔枝皮中含有大量羥基(-OH)、羧基(-C00H)等多種基團(tuán)，可以與水中的染料特別是亞甲基藍(lán)類(lèi)染料快速結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)廢水的脫色，因此對(duì)于在亞甲基藍(lán)類(lèi)染料廢水的脫色處理有著很好的效果。
[0012]其中所采用的磁性材料為納米Fe3O4，特別是采用本發(fā)明所述方法獲得的，這種Fe3O4屬于超順磁性顆粒，粒徑與過(guò)60目荔枝皮顆粒比例適中，結(jié)合后效果穩(wěn)定且結(jié)合率較高，并且磁性荔枝皮在外加磁場(chǎng)下可迅速的進(jìn)行固液分離，將磁性荔枝皮回收以備再用。
[0013]本發(fā)明中所采用的三聚磷酸鈉是作為表面活性劑加入的，之所以選擇該表面活性劑，主要是由于三聚磷酸鈉使得荔枝皮與納米Fe3O4穩(wěn)定結(jié)合，并且可活化荔枝皮表面的羥基(-OH)、羧基(-C00H)等官能團(tuán)，提高荔枝皮的吸附性能，從而提高整個(gè)吸附材料的吸附能力。
[0014]通過(guò)發(fā)明人的進(jìn)一步調(diào)整，提供了一種最佳的配比如下:所述的磁性吸附材料主要組分按重量份計(jì)為:
[0015]荔枝皮4份
[0016]納米Fe3O42 份
[0017]三聚磷酸鈉1份。
[0018]之所以選擇上述的配比，主要考慮到荔枝皮用量太多會(huì)導(dǎo)致合成后顆粒磁性變小，不利于固液分離，用量太少則導(dǎo)致整個(gè)吸附材料的吸附能力降低無(wú)法達(dá)到最佳吸附想效果；納米Fe3O4用量過(guò)多會(huì)使荔枝皮表面被其覆蓋，導(dǎo)致荔枝皮吸附性能降低，太少則不利于后期固液分離；三聚磷酸鈉過(guò)多沒(méi)有增益效果同時(shí)還會(huì)增加成本，而太少則導(dǎo)致荔枝皮與Fe3O4結(jié)合的不夠穩(wěn)定。
[0019]所述的納米Fe3O4粒徑為100-1000納米，如粒徑太大會(huì)導(dǎo)致結(jié)合不夠穩(wěn)定，使后期分離的效果變差，而粒徑太小會(huì)過(guò)多的覆蓋荔枝皮表面，從而降低吸附性能；所述的三聚磷酸鈉純度為優(yōu)級(jí)純。
[0020]更進(jìn)一步的，發(fā)明人還提供了所述的納米Fe3O4的制備方法，具體步驟如下:
[0021]按照摩爾比Fe3+ =Fe2+ = 2:1稱(chēng)取相應(yīng)量的FeCl3.6H20和FeSO4.7H20溶于超純水中，超聲30分鐘使溶解分布均勻；逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-28%的氨水調(diào)節(jié)至pH = 9.2 ;繼續(xù)超聲60分鐘后利用磁鐵進(jìn)行固液分離；固體利用超純水洗滌至pH中性，80攝氏度下烘干即得納米Fe3O4粉末；其中所述的FeCl3.6H20和FeSO4.7H20均為市購(gòu)產(chǎn)品；
[0022]上述制備方法較之其他制備方法納米Fe3O4的方法更加簡(jiǎn)單易行，并且制得磁性材料性能良好，粒徑均勻，利于與粉碎后的荔枝皮結(jié)合；其中制備過(guò)程中必須嚴(yán)格控制溫度，一旦溫度過(guò)高則會(huì)使磁性材料磁性減弱，而溫度較低則導(dǎo)致干燥時(shí)間變長(zhǎng)。
[0023]除此之外，發(fā)明人還提供了本發(fā)明所述的新型磁性吸附材料的制備方法，具體步驟如下:
[0024]取干燥荔枝皮，清洗干燥后粉碎，過(guò)60目篩備用；
[0025]稱(chēng)取配方量的荔枝皮粉末均勻分散于超純水中；加入配方量的納米Fe3O4粉末，攪拌50-60分鐘使其混合均勻；然后加入配方量的三聚磷酸鈉，機(jī)械攪拌1-1.5小時(shí)使其充分
結(jié)合；
[0026] 利用外加磁場(chǎng)將制得磁性吸附材料固液分離，磁性吸附材料用超純水洗滌至pH中性，80攝氏度下烘干即得磁性荔枝皮吸附材料；
[0027]所述荔枝皮與超純水的用量比為7-8g/100mL，這樣可以取得最佳的結(jié)合效果，用水過(guò)多則后期干燥時(shí)所需時(shí)間太長(zhǎng)，在上述用量比下最佳。
[0028]上述方法簡(jiǎn)單易行，且整個(gè)過(guò)程中不需要特殊的設(shè)備即可完成，成本較低，最終獲得的磁性荔枝皮吸附材料吸附性能良好，且具有良好的磁性，可以通過(guò)外加磁場(chǎng)的方式進(jìn)行分離，使其應(yīng)用范圍更加廣泛。[0029]本發(fā)明所述的磁性荔枝皮吸附材料，可以在亞甲基藍(lán)類(lèi)染料廢水的脫色處理中得到應(yīng)用，使用時(shí)直接將其加入到廢水中混合均與，之后采用外加磁場(chǎng)加以分離即可，過(guò)程簡(jiǎn)單，成本較低。由于荔枝皮中含有大量羥基(-OH)、羧基(-C00H)等多種基團(tuán)，可以與水中的染料特別是亞甲基藍(lán)類(lèi)染料快速結(jié)合，將其從水中分離出來(lái)從而實(shí)現(xiàn)廢水的脫色。
[0030]綜上所述，采用本發(fā)明提供的這種吸附材料充分利用荔枝皮本身疏松多孔，比表面積較大具有良好的吸附性能的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合了納米Fe3O4粉末的特性，該材料可以吸附廢水中的染料污染物，且易與廢水分離可以重復(fù)利用，實(shí)驗(yàn)證實(shí)4次利用后對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色效率仍可達(dá)80%以上，具有極高的利用價(jià)值和環(huán)保效益。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1
[0032]一種新型磁性吸附材料，所述的吸附材料主要組分如下:
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種磁性荔枝皮吸附材料，其特征在于:所述的磁性吸附材料主要組分按重量份計(jì)為:荔枝皮3-6份 納米Fe3O41-4份 三聚磷酸鈉1-2份， 其中所述的荔枝皮為市購(gòu)干荔枝皮，經(jīng)清洗干燥后粉碎，過(guò)60目篩獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性荔枝皮吸附材料，其特征在于:所述的磁性吸附材料主要組分按重量份計(jì)為:荔枝皮4份 納米Fe3O42份三聚磷酸鈉I份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或所述的吸附材料，其特征在于: 所述的納米Fe3O4粒徑為100-1000納米；所述的三聚磷酸鈉純度為優(yōu)級(jí)純。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或所述的吸附材料，其特征在于:所述的納米Fe3O4的制備方法，具體步驟如下: 按照摩爾比Fe3+ =Fe2+ = 2:1稱(chēng)取相應(yīng)量的FeCl3.6H20和FeSO4.7H20溶于超純水中，超聲30分鐘使溶解分布均勻；逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-28%的氨水調(diào)節(jié)pH至9.2 ;繼續(xù)超聲60分鐘后利用磁鐵進(jìn)行固液分離；固體利用超純水洗滌至pH中性，80攝氏度下烘干即得納米Fe3O4粉末。
5.如權(quán)利要求1所述的新型磁性吸附材料的制備方法，其特征在于:具體步驟如下: 取干燥荔枝皮，清洗干燥后粉碎，過(guò)60目篩備用； 稱(chēng)取配方量的荔枝皮粉末均勻分散于超純水中；加入配方量的納米Fe3O4粉末，攪拌50-60分鐘使其混合均勻；然后加入配方量的三聚磷酸鈉，機(jī)械攪拌1-1.5小時(shí)使其充分結(jié)合； 利用外加磁場(chǎng)將制得磁性吸附材料固液分離，磁性吸附材料用超純水洗滌至PH中性，80攝氏度下烘干即得磁性荔枝皮吸附材料； 所述荔枝皮與超純水的用量比為7-8g/100mL。
6.權(quán)利要求1所述的磁性荔枝皮吸附材料，在亞甲基藍(lán)類(lèi)染料廢水的脫色處理中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK103933941SQ201410055952
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】李碧菡, 畢然, 劉宛晴 申請(qǐng)人:李碧菡, 畢然, 劉宛晴