甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的應(yīng)用及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍 黑染料的應(yīng)用及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國年產(chǎn)花生莢果約600萬噸，花生加工過程中，會產(chǎn)生約200萬噸的花生殼，花 生殼的應(yīng)用主要是作為飼料、造紙原料及直接燃燒等等，然而大部分的花生殼沒有得到有 效的利用造成了大量的資源浪費。將花生殼用于吸附廢水中染料，一方面是由于其物理結(jié) 構(gòu)上孔隙率較高，具有較大的比表面積，可以與染料進行物理吸附；另一方面，花生殼中還 有大量木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等成分，由于其表面含有大量羥基、羧基等活性官能團，可 以與染料通過離子交換等方式進行結(jié)合，從而可用于染料廢水的處理。但是如果直接將其 用于處理染料廢水的話，由于其表面活性組分含量較少，吸附能力不甚理想，同時由于可溶 性有機物質(zhì)的溶解會導(dǎo)致水中化學(xué)耗氧量增加，同時對于花生殼而言，其物理強度較差，通 常沒有足夠強度用于廢水處理。通過化學(xué)改性，不但可以有效改善其物理強度，還可有效增 強所制備材料的吸附效果，故還需要對花生殼進行改性處理，以改善它們的物理化學(xué)性能， 使其活性官能團的數(shù)目提高，從而使其去除染料的能力增強，提高其對染料的吸附能力。
[0003] 鉻藍黑，其結(jié)構(gòu)中含對生物呈強抑制作用的苯環(huán)，并且為高共軛分子體系，很難釆 用生物方法將其降解成無機小分子。目前，針對此類印染廢水的研宄主要集中在物理吸附、 化學(xué)試劑氧化、膜處理、光催化氧化以及微生物降解處理等技術(shù)。這些方法大多因成本過 高、操作繁瑣、能耗大等一系列問題，廣泛應(yīng)用受到限制。因此，尋求一種價廉、高效、無污 染、操作方便的吸附劑是當前研宄人員需要關(guān)注的重要問題。在此背景下，使用花生殼廢棄 農(nóng)業(yè)生物材料為基材制備吸附劑，對廢水中鉻藍黑染料進行吸附脫色研宄，具有重要的研 宄意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑 染料的應(yīng)用及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中鉻藍黑染料難降解、成本高等的技術(shù)問題。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] 甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的應(yīng)用，甲醇改性花生殼吸附劑制 備步驟如下：
[0007] (1)將花生殼洗凈，并烘干至恒重；
[0008] (2)將步驟⑴得到的花生殼粉碎成粒度小于100目的粉末，并保持干燥；
[0009] (3)按花生殼粉質(zhì)量與甲醇體積和濃鹽酸體積比為I :21. 5~260 :0. 2~2. 4,單 位（g/ml/ml)，取花生殼粉、甲醇和濃鹽酸溶液置于反應(yīng)容器中，40~100°C恒溫條件下冷 凝回流0. 5~2. 5h，再進行抽濾并清洗至流出液為中性，并在50~70°C條件下烘干，即得 改性花生殼吸附劑，其中甲醇質(zhì)量分數(shù)為96%~98%，濃鹽酸質(zhì)量分數(shù)為37~38%。 [0010] 應(yīng)用甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的方法，將改性花生殼吸附劑 加入鉻藍黑染料廢水中，在廢水pH值2~12、溫度20~60°C條件下進行吸附。
[0011] 進一步，所述吸附反應(yīng)在攪拌下進行，轉(zhuǎn)速80~150轉(zhuǎn)/min。
[0012] 進一步，鉻藍黑染料廢水濃度為40~60mg/L。
[0013] 進一步，加入吸附劑質(zhì)量與廢液的體積比為0. 1~0. 3/25,單位g/ml。
[0014] 進一步，所述pH值為2,溫度為40°C。
[0015] 進一步，所述吸附反應(yīng)進行75min。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明首先用甲醇和濃鹽酸混合溶液對花生殼粉改性 制成吸附劑，通過此化學(xué)改性步驟提高了花生殼粉的活性官能團的數(shù)目和改善了其物理強 度，再用此吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料，其去除染料的能力相較于未改性的有顯著提高。 并且本方法所用原材料資源豐富，成本低，操作簡便。本方法為農(nóng)作物廢物的利用提供了一 種可靠的途徑，同時也為吸附劑處理廢水中染料提供了可靠的技術(shù)支持。
【具體實施方式】
[0017] 下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0018] 實施例1 :甲醇改性花生殼吸附劑制備條件的優(yōu)化
[0019] 本實施例從水浴溫度、花生殼與甲醇和濃鹽酸用量比和冷凝回流時間三個方面對 甲醇改性花生殼吸附劑的制備條件進行了優(yōu)化，并通過測定去除率驗證條件的可靠性。
[0020] 1、水浴溫度的確定
[0021] 甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料方法如下：
[0022] (1)將收集好的花生殼用蒸餾水洗凈，并置于烘箱內(nèi)烘至恒重；
[0023] (2)將烘干的花生殼用粉碎機粉碎，粉碎后用100目篩分篩出粒徑小于100目的粉 末置干燥器內(nèi)備用；
[0024] (3)取2g花生殼，將其置于三口燒瓶中，按照花生殼與甲醇和濃鹽酸用量之比為 1:32. 5:0. 3 (g :mL :mL)的比例加入甲醇-濃鹽酸溶液，置水浴鍋中分別于40、60、80和95°C 下冷凝回流lh，抽濾，粉渣用蒸餾水洗至流出液為中性，最后在50-70°C下烘至恒重，得到 改性花生殼吸附劑，其中甲醇質(zhì)量分數(shù)98%，濃鹽酸質(zhì)量分數(shù)為37% ;
[0025] (4)分別準確稱取上述在不同溫度下制備的改性花生殼粉和未進行改性的花生殼 粉各0. 2g，加入150mL規(guī)格的錐形瓶中，分別加入50mL濃度50mg/L的鉻藍黑溶液，置于恒 溫水浴振蕩器中，在20°C下振蕩lh，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/min，測定殘余液中鉻藍黑濃度，計算去 除率，記錄數(shù)據(jù)見表1。
[0026] 表1不同水浴溫度條件制備的甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的 去除率
【主權(quán)項】
1. 甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的應(yīng)用，甲醇改性花生殼吸附劑制備 步驟如下： (1) 將花生殼洗凈，并烘干至恒重； (2) 將步驟⑴得到的花生殼粉碎成粒度小于100目的粉末，并保持干燥； (3) 按花生殼粉質(zhì)量與甲醇體積和濃鹽酸體積比為I:21. 5~260 :0. 2~2. 4,取花生 殼粉、甲醇和濃鹽酸溶液置于反應(yīng)容器中，40~KKTC恒溫條件下冷凝回流0. 5~2. 5h，再 進行抽濾并清洗至流出液為中性，并在50~70°C條件下烘干，即得改性花生殼吸附劑，其 中甲醇質(zhì)量分數(shù)為96 %~98%，濃鹽酸質(zhì)量分數(shù)為37~38%。
2. 應(yīng)用甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的方法，其特征在于：將改性花 生殼吸附劑加入鉻藍黑染料廢水中，在廢水pH值2~12、溫度20~60°C條件下進行吸附。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的方法，其特征 在于：所述吸附反應(yīng)在攪拌下進行，轉(zhuǎn)速80~150轉(zhuǎn)/min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的方法，其特征 在于：鉻藍黑染料廢水濃度為40~60mg/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的方法，其特征 在于：加入吸附劑質(zhì)量與廢液的體積比為0. 1~0. 3/25,單位g/ml。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的方法，其特征 在于：所述PH值為2,溫度為40°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的方法，其特征 在于：所述吸附反應(yīng)進行75min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及甲醇改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料的應(yīng)用及方法，首先用甲醇和濃鹽酸的混合液對花生殼進行改性，再將改性過后的花生殼作為去除廢水中鉻藍黑染料的吸附劑，通過測定殘余液中鉻藍黑濃度來計算去除率反映出吸附劑的吸附效果。本發(fā)明制備的改性花生殼吸附劑去除廢水中鉻藍黑染料吸附率可達90％以上，并且本發(fā)明操作簡單，成本低廉，無二次污染，具有產(chǎn)業(yè)化前景。
【IPC分類】B01J20-30, C02F1-28, B01J20-24
【公開號】CN104785218
【申請?zhí)枴緾N201510216764
【發(fā)明人】宋應(yīng)華, 許惠, 劉濤
【申請人】重慶工商大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月30日