一種改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)改性吸附劑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展，由紡織廠、印刷廠和涂料廠等工廠排放的印染廢水 的排放量逐年增加，對(duì)環(huán)境污染造成了嚴(yán)重的影響，進(jìn)而引起了人們的廣泛關(guān)注。印染廢水 具有色度深、成分復(fù)雜、有機(jī)污染物含量高和水質(zhì)變化大等特點(diǎn)。當(dāng)其隨意排放進(jìn)入水體中 不僅影響了自然水體的外觀和氣味，而且還會(huì)影響水中動(dòng)植物的生長(zhǎng)與繁殖，從而破壞生 態(tài)平衡，影響人類身體健康及生存環(huán)境。目前，處理印染廢水的主要技術(shù)包括：絮凝沉淀法、 生物處理法、化學(xué)氧化法、吸附法等。其中，由于吸附法具有操作簡(jiǎn)單、效率高、材料來(lái)源廣 泛、耗能低等優(yōu)點(diǎn)，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于印染廢水處理中。
[0003] 隨著生物質(zhì)材料的利用優(yōu)點(diǎn)的突出，利用農(nóng)林廢棄生物質(zhì)材料制成吸附劑處理印 染廢水的研宄也越來(lái)越多；農(nóng)林廢棄生物質(zhì)材料是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)及加工企業(yè)的副產(chǎn)物和余 物，如香蕉皮、花生殼、甘蔗、茶葉廢渣、杏仁殼、柚子皮和秸桿等等，此類材料表面粗糙、內(nèi) 部多孔。常常含有利于吸附的羥基、羧基、氨基等官能團(tuán)，可以在一定程度上吸附處理染料 廢水。
[0004] 目前對(duì)于農(nóng)林廢棄生物質(zhì)材料的應(yīng)用研宄主要有：劉曉芳等人在云南民族大學(xué)學(xué) 報(bào)：自然科學(xué)版，2012,21 (3):178-181期刊中發(fā)表的"澳洲堅(jiān)果殼活性炭對(duì)Cr(VI)的 吸附性能" 一文中，通過(guò)磷酸溶液浸泡，馬弗爐活化，烘干碾碎的澳洲堅(jiān)果殼活性炭，其對(duì) Cr(VI)有明顯的吸附效果。
[0005] 劉敬勇等人在廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013, 30(2) :123-128期刊中發(fā)表的"甘蔗渣對(duì) 亞甲基藍(lán)的吸附性能實(shí)驗(yàn)研宄" 一文中，通過(guò)將甘蔗渣收集、自然風(fēng)干、粉碎和過(guò)篩步驟，制 成吸附劑，用于吸附亞甲基藍(lán)染料，得到亞甲基藍(lán)在30°C下的理論飽和吸附量為12. 71mg/ g°
[0006] 葉琳等人在西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014, 39(4) :84~89期刊中發(fā)表 的"改性豆渣對(duì)酸性品紅的吸附力學(xué)研宄"一文中，通過(guò)將豆渣分別通過(guò)環(huán)氧氯丙烷、N-N二 甲基甲酰胺、吡啶和二甲胺改性后，將產(chǎn)物用氫氧化鈉、鹽酸、乙醇和蒸餾水清洗，并真空干 燥12小時(shí)，得到改性豆渣吸附劑。研宄發(fā)現(xiàn)，其對(duì)酸性品紅的最大吸附達(dá)到217. 39mg/g。
[0007] 再如：專利號(hào)為CN201310206866. 3的《一種利用花生殼制備雙功能改性纖維素吸 附劑的方法》公開了一種以廢棄花生殼為原料，經(jīng)過(guò)清洗除雜、干燥、粉碎、過(guò)篩、去黃色素、 脫除半纖維素、去木質(zhì)素、羧基改性和氨基改性得到雙功能改性纖維素吸附劑。雙功能改性 纖維素吸附劑對(duì)亞甲基藍(lán)的最大吸附量為160mg/g。
[0008] 又如：專利號(hào)為CN201410505859. 8的《一種改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑的制備方法》 公開了一種以廢棄生物質(zhì)材料澳洲堅(jiān)果殼為原材料，通過(guò)預(yù)處理清洗吸附劑表面污染物、 酸處理增加吸附劑表面羧基以及乙二胺增加吸附劑表面氨基來(lái)制備改性澳洲堅(jiān)果殼吸附 劑的方法。本發(fā)明制備方法制作工藝簡(jiǎn)單，成本低，得到的吸附劑具有比表面積大、化學(xué)穩(wěn) 定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、易再生等優(yōu)點(diǎn)，其對(duì)染料廢水有良好的去除效果，具有很大的應(yīng)用價(jià) 值。
[0009] 專利號(hào)為CN201410502752. 8的《一種硝化還原改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑的制備方 法》公開了一種以廢棄生物質(zhì)材料澳洲堅(jiān)果殼為原材料，通過(guò)硝化還原法來(lái)制備改性的澳 洲堅(jiān)果殼吸附劑，該方法制備得到的澳洲堅(jiān)果殼吸附劑具有比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī) 械強(qiáng)度高、易再生的優(yōu)點(diǎn)，其對(duì)吸附去除染料廢水有顯著效果。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn) 單、合理，成本低，得到的吸附劑在堿性條件下，對(duì)羅丹明的吸附量可達(dá)到167mg/g，本發(fā)明 制備的硝化還原改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
[0010]由此可見，對(duì)于生物質(zhì)材料作為吸附劑制作原料的研宄較多，對(duì)于澳洲堅(jiān)果殼作 為原料制作吸附劑的研宄也較多；但是對(duì)于采用酒石酸與氨水聯(lián)合混合改性澳洲堅(jiān)果殼粉 后作為廢水處理物的吸附劑的研宄還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種改性澳洲堅(jiān)果殼吸附 劑制備方法，本發(fā)明基于上述的若干研宄，并結(jié)合澳洲堅(jiān)果殼進(jìn)行改性處理后作為吸附劑 的，尤其是采用酒石酸和氨水進(jìn)行聯(lián)合改性處理澳洲堅(jiān)果殼粉，進(jìn)而使得獲得的吸附劑能 夠?qū)钚云G紅的吸附容量達(dá)到245mg/g左右，產(chǎn)物具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定好、易再生和 成本低等優(yōu)點(diǎn)；改性處理工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。
[0012] 具體是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
[0013] 一種改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法，其步驟包括：
[0014] (1)將澳洲堅(jiān)果殼經(jīng)過(guò)清洗，再將其置于粉碎機(jī)中粉碎后過(guò)篩處理，獲得澳洲堅(jiān)果 殼粉末；
[0015] ⑵再將步驟⑴獲得的澳洲堅(jiān)果殼粉末與酒石酸以Ig粉末計(jì)，加入2-3g酒石酸 進(jìn)行混合，并向其中加入l_3ml的硫酸和20-30ml的去離子水，然后將其攪拌均勻后，采用 50-70°C的溫度煮沸120-200min，再將其冷卻處理至常溫環(huán)境，并采用去離子水對(duì)煮沸處理 過(guò)的澳洲堅(jiān)果殼粉末進(jìn)行清洗處理，清洗至澳洲堅(jiān)果殼粉末的PH值為中性后，將其放入烘 烤箱中，采用60-105 °C的溫度烘干；
[0016] (3)再將步驟（2)獲得的烘干后的粉末與氨水10_20ml，并將其置于溫度 為50-70°C下恒溫?cái)嚢杼幚?0-30min，再將其置于冷凝回流器中進(jìn)行冷凝回流處理 120-300min，并將液體進(jìn)行濃縮處理30-50min，獲得改性處理后的澳洲堅(jiān)果殼粉末，并采用 去離子水清洗至澳洲堅(jiān)果殼粉末呈中性，再將其置于60-105?的烘箱中烘干，再將其研磨 成粉末，即可獲得澳洲堅(jiān)果殼吸附劑。
[0017] 所述的硫酸為濃硫酸。
[0018] 所述的濃硫酸是濃度為50-98 %的濃硫酸。
[0019] 所述的步驟（2)烘烤箱中烘干處理的時(shí)間為60-70min。
[0020] 所述的氨水的濃度為15-30%。
[0021] 所述的冷凝回流器中冷凝回流處理時(shí)，其溫度為70_90°C。
[0022] 所述的濃縮處理時(shí)的溫度為90-110°C。
[0023] 所述的烘箱中烘干處理的時(shí)間為40-50min。
[0024] 所述的再將其研磨成粉末時(shí)的研磨細(xì)度為300-500目。
[0025] 所述的置于粉碎機(jī)中粉碎后過(guò)篩處理后的粉末細(xì)度為150-200目。
[0026] 上述清洗是將澳洲堅(jiān)果殼采用清水進(jìn)行浸泡處理，浸泡時(shí)的環(huán)境溫度在HTC以 上，浸泡時(shí)間為30-50°C，在進(jìn)行浸泡處理時(shí)還向其中加入有一定量的乙醇溶液。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，技術(shù)效果體現(xiàn)在：
[0028] 本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)廢棄物排放；得到的吸附劑在酸性條件下，對(duì) 活性艷紅的吸附容量達(dá)到了 240-250mg/g ;對(duì)陽(yáng)離子染料的吸附量達(dá)到了 200mg/g ;對(duì)亞甲 基藍(lán)的吸附量達(dá)到了 400mg/g ;本發(fā)明制得的澳洲堅(jiān)果殼粉末吸附劑具有化學(xué)穩(wěn)定性好， 機(jī)械強(qiáng)度高和易再生的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1為本發(fā)明中改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法制備出來(lái)的吸附劑對(duì)活性艷紅 吸附效果受PH值影響結(jié)果。
[0030] 圖2為本發(fā)明中改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法制備出來(lái)的吸附劑對(duì)活性艷紅 吸附效果受時(shí)間影響結(jié)果。
[0031] 圖3為本發(fā)明中改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法制備出來(lái)的吸附劑對(duì)活性艷紅 吸附效果受初始溶液濃度影響結(jié)果。
[0032] 圖4為本發(fā)明中改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法制備出來(lái)的吸附劑掃描電鏡表 征圖，放大50000倍結(jié)果。
[0033] 圖5為本發(fā)明中改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法制備出來(lái)的吸附劑吸附染料活 性艷紅后的掃描電鏡表征圖，放大50000倍結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的限定，但要求 保護(hù)的范圍不僅局限于所作的描述。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 如表1所示，本發(fā)明制備方法獲得的吸附劑對(duì)于活性艷紅染料的吸附量在酸性環(huán) 境下明顯較優(yōu)，能夠達(dá)到240-250mg/g ;
[0037] 其具體的制備方法為：一種改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法，其步驟包括：
[0038] (1)將澳洲堅(jiān)果殼經(jīng)過(guò)清洗，再將其置于粉碎機(jī)中粉碎后過(guò)篩處理，獲得澳洲堅(jiān)果 殼粉末；
[0039] (2)再將步驟⑴獲得的澳洲堅(jiān)果殼粉末與酒石酸以Ig粉末計(jì)，加入2g酒石酸進(jìn) 行混合，并向其中加入1ml的硫酸和20ml的去離子水，然后將其攪拌均勻后，采用50°C的 溫度煮沸120min，再將其冷卻處理至常溫環(huán)境，并采用去離子水對(duì)煮沸處理過(guò)的澳洲堅(jiān)果 殼粉末進(jìn)行清洗處理，清洗至澳洲堅(jiān)果殼粉末的PH值為中性后，將其放入烘烤箱中，采用 60 °C的溫度烘干；
[0040] (3)再將步驟⑵獲得的烘干后的粉末與氨水l〇ml，并將其置于溫度為50°C下恒 溫?cái)嚢杼幚?0min，再將其置于冷凝回流器中進(jìn)行冷凝回流處理120min，并將液體進(jìn)行濃 縮處理30min，獲得改性處理后的澳洲堅(jiān)果殼粉末，并采用去離子水清洗至澳洲堅(jiān)果殼粉末 呈中性，再將其置于60°C的烘箱中烘干，再將其研磨成粉末，即可獲得澳洲堅(jiān)果殼吸附劑。 硫酸為濃硫酸。濃硫酸是濃度為50 %的濃硫酸。
[0041] 步驟（2)烘烤箱中烘干處理的時(shí)間為60min。
[0042] 氨水的濃度為15%。
[0043] 冷凝回流器中冷凝回流處理時(shí)，其溫度為70°C。
[0044] 濃縮處理時(shí)的溫度為90 °C。
[0045] 烘箱中烘干處理的時(shí)間為40min。
[0046] 再將其研磨成粉末時(shí)的研磨細(xì)度為300目。
[0047] 置于粉碎機(jī)中粉碎后過(guò)篩處理后的粉末細(xì)度為150目。
[0048] 實(shí)施例2
[0049] 一種改性澳洲堅(jiān)果殼吸附劑制備方法，其步驟包括：
[0050] (1)將澳洲堅(jiān)果殼經(jīng)過(guò)清洗，再將其置于粉碎機(jī)中粉碎后過(guò)篩處理，獲得澳洲堅(jiān)果 殼粉末；
[0051] (2)再將步驟（1)獲得的澳洲堅(jiān)果殼粉末與酒石酸以Ig粉末計(jì)，加入3g酒石酸進(jìn) 行混合，并向其中加入3ml的硫酸和30ml的去離子水，然后將其攪拌均勻后，采用70°C的 溫度煮沸200min，再將其冷卻處理至常溫環(huán)境，并采用去離子水對(duì)煮沸處理過(guò)的澳洲堅(jiān)果 殼粉末進(jìn)行清洗處理，清洗至澳洲堅(jiān)果殼粉末的PH值為中性后，將其放入烘烤箱中，采用 105 °C的溫度烘干；
[0052] (3)再將步驟（2)獲得的烘干后的粉末與氨水20ml，并將其置于溫度為70°C下恒 溫?cái)嚢杼幚?0min，再將其置于冷凝回流器中進(jìn)行冷凝回流處理300min，并將液體進(jìn)行濃 縮處理50min，獲得改性處理后的澳洲堅(jiān)果殼粉末，并采用去離子水清洗至澳洲堅(jiān)果殼粉末 呈中性，再將其置于l〇5°C的烘箱中烘干，再將其研磨成粉末，即可獲得澳洲堅(jiān)果殼吸附劑。 硫酸為濃硫酸。濃硫酸是濃度為98 %的濃硫酸。
[0053] 步驟（2)烘烤箱中烘干處理的時(shí)間為70min。
[0054]