處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種改性花生殼吸附劑，具體涉及一種處理日落黃染料廢水的改性花 生殼吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。
【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，這 些花生殼只有少部分被用作纖維板的原材料，其他大多被閑置或用作燃料焚燒掉，從而造 成大量的資源浪費，于是人們開始尋求花生殼的合理利用途徑?？紤]到花生殼孔隙率較高， 具有較大的比表面積，并且花生殼含有的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等成分表面含有羥基、 羧基等活性官能團，因此，人們將其用作吸附劑來處理廢水中的染料，然而如果直接使用的 話，吸附效果并不理想，宄其原因在于表面活性組分含量較少，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。因此，人們考慮進一步通過化學(xué)改性來提高花生殼的吸附效果。
[0003] 日落黃又名晚霞紅、夕陽紅、橘黃、食用黃3號，為偶氮類色素，現(xiàn)有技術(shù)表明偶氮 化合物在體內(nèi)可代謝生成致突變原前體一芳香胺類化合物，另外其結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)對生物 呈強抑制作用，因此，很難釆用生物方法將日落黃降解成無機小分子，進而需要對該染料廢 水進行進一步的深度處理，以降低其對環(huán)境的污染。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方面，但這些方 法大多存在成本過高、操作繁瑣、能耗大等問題，導(dǎo)致其推廣應(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重點關(guān)注的問題。
[0004] 因此，使用廢棄農(nóng)業(yè)生物材料花生殼為基材制備吸附劑，對廢水中日落黃進行吸 附脫色研宄具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附 劑，所述吸附劑能夠大幅度去除廢水中的日落黃；本發(fā)明還提供了該吸附劑的制備方法及 應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述發(fā)明目的：
[0007] 1、一種處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑，所述改性花生殼吸附劑的制備 步驟如下：
[0008] (1)將花生殼清洗后粉碎，過40目篩；
[0009] (2)取過篩后花生殼粉，加入體積為花生殼粉重量12. 5倍的環(huán)氧氯丙烷，混勻，再 加入NaOH溶液進行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后過濾，水洗至中性，烘干，得環(huán)氧基纖維素醚中間體； [0010] (3)取環(huán)氧基纖維素醚中間體與乙二胺混合，加入似20) 3溶液并在45~75°C條件 下進行反應(yīng)，反應(yīng)1~5h后過濾，水洗至中性，烘干，得改性花生殼吸附劑；所述環(huán)氧基纖維 素醚中間體與乙二胺的混合比例按重量體積比計為I :〇. 5~I. 5。
[0011] 進一步，所述步驟（2)中所述NaOH溶液中NaOH的含量與花生殼粉加入量的重量 比為1:1. 8。
[0012] 加入NaOH溶液的目的是為了給反應(yīng)提供一定的堿性環(huán)境，以利于反應(yīng)的進行。
[0013] 進一步，所述步驟（2)中所述反應(yīng)的溫度為40°C，反應(yīng)的時間為4h。
[0014] 進一步，所述步驟（2)和（3)中所述烘干為在50~70°C條件下烘干。
[0015] 進一步，所述步驟（3)中所述Na2CO3溶液中Na 20)3的含量與環(huán)氧基纖維素醚中間 體加入量的重量比為1:0. 53。
[0016] 進一步，所述步驟（3)中所述反應(yīng)的溫度為65°C，反應(yīng)的時間為2h，所述環(huán)氧基纖 維素醚中間體與乙二胺的混合比例按重量體積比計為I :1. 25。
[0017] 2、上述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑的制備方法，包括如下步驟：
[0018] (1)將花生殼清洗后粉碎，過40目篩；
[0019] (2)取過篩后花生殼粉，加入體積為花生殼粉重量12. 5倍的環(huán)氧氯丙烷，混勻，再 加入NaOH溶液進行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后過濾，水洗至中性，烘干，得環(huán)氧基纖維素醚中間體；
[0020] (3)取環(huán)氧基纖維素醚中間體與乙二胺混合，加入Na2C03溶液并在45~75°C條件 下進行反應(yīng)，反應(yīng)1~5h后過濾，水洗至中性，烘干，得改性花生殼吸附劑；所述環(huán)氧基纖維 素醚中間體與乙二胺的混合比例按重量體積比計為1 :〇. 5~1. 5。
[0021] 3、上述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑處理日落黃染料廢水的方法，按 273~661mg/L日落黃染料廢水加入0. 003g/mL花生殼吸附劑的比例，將花生殼吸附劑加 入到日落黃染料廢水中，調(diào)節(jié)廢水的pH為2. 0~4. 0,然后于20~40°C下攪拌或振蕩吸附 2~28h即可。
[0022] 進一步，按300mg/L日落黃染料廢水加入0. 003g/mL花生殼吸附劑的比例，將花生 殼吸附劑加入到日落黃染料廢水中，調(diào)節(jié)廢水的pH為2. 0,然后于20~40°C下攪拌或振蕩 吸附28h即可。
[0023] 4、處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑在處理日落黃染料廢水中的應(yīng)用。
[0024] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過環(huán)氧氯丙烷和乙二胺對花生殼進行改性，改 性后的花生殼吸附劑物理強度得到改善，并且表面活性官能團數(shù)目大幅度提高，進一步增 強了花生殼的吸附效果，通過本發(fā)明所述實驗結(jié)果可知，該花生殼吸附劑對日落黃濃度為 300mg/L的廢水染料去除率超過90%。另外，用花生殼來處理廢水，不僅可有效降低廢水的 處理成本，還能利用現(xiàn)有的大量廉價綠色資源，從而為農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用提供了新途 徑。
【具體實施方式】
[0025] 下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。實施例中未注明具體條件的實驗方 法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。
[0026] 實施例1花生殼環(huán)氧基纖維素醚中間體的制備
[0027] (1)將花生殼清洗后粉碎，過40目篩；
[0028] (2)取過篩后的花生殼粉，加入體積為花生殼粉重量12. 5倍的環(huán)氧氯丙烷，混勻， 再加入NaOH溶液進行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后過濾，水洗至中性，烘干，得環(huán)氧基纖維素醚中間 體；所述NaOH溶液中NaOH的含量與花生殼粉加入量的重量比為I: I. 8 ;所述反應(yīng)的溫度為 40°C，反應(yīng)的時間為4h ;所述烘干為在50~70°C條件下烘干。
[0029] 實施例2花生殼環(huán)氧基纖維素醚中間體生成吸附劑的過程中反應(yīng)時間對吸附劑 吸附效果的影響
[0030] 取2. Og根據(jù)實施例1得到的花生殼環(huán)氧基纖維素醚中間體，按I :l(w/v)的比例 與乙二胺混合后，加入Na2CO3溶液，Na20) 3溶液中Na2C03的含量與環(huán)氧基纖維素醚中間體加 入量的重量比為1 :〇. 53,在65°C的條件下分別反應(yīng)1~5h，過濾，水洗至中性，50-70°C烘 干，得改性花生殼日落黃染料吸附劑。
[0031] 分別準確稱取上述在不同反應(yīng)時間下制備的改性花生殼吸附劑0. lg，加入30mL 濃度200mg/L的日落黃溶液，調(diào)節(jié)pH為2. 0左右，置于恒溫水浴振蕩器中，在30°C下振蕩 15h，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/min，測定殘余液中日落黃濃度，計算去除率，結(jié)果見表1。
[0032] 表1反應(yīng)時間對改性花生殼吸附劑吸附效果的影響
[0033]
【主權(quán)項】
1. 一種處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑，其特征在于，所述改性花生殼吸附 劑的制備步驟如下： (1) 將花生殼清洗后粉碎，過40目篩； (2) 取過篩后花生殼粉，加入體積為花生殼粉重量12. 5倍的環(huán)氧氯丙烷，混勻，再加入 NaOH溶液進行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后過濾，水洗至中性，烘干，得環(huán)氧基纖維素醚中間體； (3) 取環(huán)氧基纖維素醚中間體與乙二胺混合，加入Na2CCV^液并在45~75°C條件下進 行反應(yīng)，反應(yīng)1~5h后過濾，水洗至中性，烘干，得改性花生殼吸附劑；所述環(huán)氧基纖維素醚 中間體與乙二胺的混合比例按重量體積比計為1 :〇. 5~1. 5。
2. 如權(quán)利要求1所述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑，其特征在于，所述步 驟⑵中所述NaOH溶液中NaOH的含量與花生殼粉加入量的重量比為1:1. 8。
3. 如權(quán)利要求1所述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑，其特征在于，所述步 驟（2)中所述反應(yīng)的溫度為40°C，反應(yīng)的時間為4h。
4. 如權(quán)利要求1所述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑，其特征在于，所述步 驟（2)和（3)中所述烘干為在50~70°C條件下烘干。
5. 如權(quán)利要求1所述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑，其特征在于，所述 步驟（3)中所述似20) 3溶液中似20)3的含量與環(huán)氧基纖維素醚中間體加入量的重量比為 1:0. 53。
6. 如權(quán)利要求1所述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑，其特征在于，所述步 驟（3)中所述反應(yīng)的溫度為65°C，反應(yīng)的時間為2h，所述環(huán)氧基纖維素醚中間體與乙二胺 的混合比例按重量體積比計為I:1. 25。
7. 權(quán)利要求1所述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟： (1) 將花生殼清洗后粉碎，過40目篩； (2) 取過篩后花生殼粉，加入體積為花生殼粉重量12. 5倍的環(huán)氧氯丙烷，混勻，再加入 NaOH溶液進行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后過濾，水洗至中性，烘干，得環(huán)氧基纖維素醚中間體； (3) 取環(huán)氧基纖維素醚中間體與乙二胺混合，加入Na2CCV^液并在45~75°C條件下進 行反應(yīng)，反應(yīng)1~5h后過濾，水洗至中性，烘干，得改性花生殼吸附劑；所述環(huán)氧基纖維素醚 中間體與乙二胺的混合比例按重量體積比計為1 :〇. 5~1. 5。
8. 權(quán)利要求1所述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑處理日落黃染料廢水的 方法，其特征在于，按273~661mg/L日落黃染料廢水加入0. 003g/mL花生殼吸附劑的比 例，將花生殼吸附劑加入到日落黃染料廢水中，調(diào)節(jié)廢水的pH為2. 0~4. 0,然后于20~ 40°C下攪拌或振蕩吸附2~28h即可。
9. 如權(quán)利要求8所述的處理日落黃染料廢水的方法，其特征在于，按300mg/L日落黃染 料廢水加入〇. 〇〇3g/mL花生殼吸附劑的比例，將花生殼吸附劑加入到日落黃染料廢水中， 調(diào)節(jié)廢水的pH為2. 0,然后于20~40°C下攪拌或振蕩吸附28h即可。
10. 權(quán)利要求1所述處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑在處理日落黃染料廢水 中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了處理日落黃染料廢水的改性花生殼吸附劑及其制備方法和應(yīng)用，先將花生殼清洗后粉碎，過篩；然后取過篩后花生殼粉，加入環(huán)氧氯丙烷，混勻，再加入NaOH溶液進行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后過濾，水洗，烘干，得環(huán)氧基纖維素醚中間體；取環(huán)氧基纖維素醚中間體與乙二胺混合，加入Na2CO3溶液進行反應(yīng)，反應(yīng)完后過濾，水洗至中性，烘干，得改性花生殼吸附劑。本發(fā)明通過環(huán)氧氯丙烷和乙二胺對花生殼進行改性，改性后的花生殼吸附劑物理強度得到改善，表面活性官能團數(shù)目大幅提高，增強了花生殼的吸附效果。另外，用花生殼處理廢水，不僅可有效降低廢水的處理成本，還能利用現(xiàn)有的大量廉價綠色資源，從而為農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用提供了新途徑。
【IPC分類】B01J20-30, C02F1-28, C02F1-58, B01J20-24
【公開號】CN104815625
【申請?zhí)枴緾N201510217453
【發(fā)明人】宋應(yīng)華, 靳春萍, 許惠
【申請人】重慶工商大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月30日