[发明专利]一种简便高效可磁分离的生物质染料吸附剂的制备方法

说明书

本发明涉及水处理领域，公开了一种简便高效可磁分离的生物质染料吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将洗净的大米于硫酸钴溶液中浸泡处理，烘干；将烘干的大米碾碎，与活化造孔剂混合均匀；将所得混合物放入管式炉中，在保护气氛中高温炭化，待冷却至室温后收集黑色粉末状产物，水洗至中性，烘干。本发明的生物质染料吸附剂在掺杂磁性金属时能够有效避免磁性金属负载于多孔碳材料的孔隙表面而导致的对染料吸附能力降低的风险。

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种简便高效可磁分离的生物质染料吸附剂的制备方法。

背景技术

有机染料是一类重要的化工产品，广泛应用于印染、皮革、造纸、化妆品、油漆、橡胶、塑料、杀虫剂、木材防腐剂等各种领域，目前工业所使用到的染料大多数为人工合成，其通常具有十分复杂的化学结构，且非常稳定，有机染料废水是世界公认的主要工业污染源之一，其含有的多种有机物及有毒物质对生态环境和饮用水造成了极大危害。

相比于其他废水治理技术(如萃取法、生物法、膜分离法、混凝沉淀法及各类氧化法等)，物理吸附法在处理印染废水方面有着其它方法不可替代的优势，分离高效、制作原材料来源广泛、操作简便易行，与其他方法相比较为廉价，与萃取法和氧化法相比无二次污染，与萃取法和生物法相比适用范围较大等。活性炭是印染废水吸附处理中应用最广泛的常规吸附剂，但因价格昂贵且难以再生，限制了其进一步的推广应用。因此，非常有必要开发更为廉价高效的吸附剂。

生物质碳吸附剂是一种典型的物理吸附剂，是指由富含碳的生物质通过裂解或者不完全燃烧生成的一种吸附剂。生物质碳具有发达的孔隙结构、高的比表面积以及丰富的表面官能团等特点，加之生物质在自然界中的分布极为广泛，诸如林业生物质、农业产物及废弃物、水生植物、能源植物等，原料来源极为丰富，这使生物质碳在废水、污水的处理技术领域有广泛的应用前景。

进一步地，现有技术中还通过在生物质碳吸附剂中掺杂磁性金属的方式使得生物质碳吸附剂具备磁性可分离、回收的功能。例如：申请号为CN201910690262.8的中国专利公开了一种吸附协同磁化分离技术处理染料废水的方法，该专利中采用了磁化后的生物炭，具体制备方法为：S1、原生物炭的制备：将棉花秸秆浸泡水洗，除去表面杂物，烘干后粉碎，将碎屑过40目筛，装入坩埚内，放在马弗炉内进行500℃热解6 h后取出，冷却至室温，取出炭化物并磨成粉末状，过80目筛；然后用盐酸反复酸洗去除灰分，再用去离子水反复冲洗直至炭化物为中性，放置于80 ℃的烘箱中进行烘干，12 h后取出，冷却至室温，得CSBC；S2、磁化改性生物炭的制备：称取5.18 g FeSO4·7H₂O和4.16 g FeCl₃·6H₂O溶于50 mL超纯水中，搅拌均匀后，加入5 g所制备的CSBC，混匀后，用氢氧化钠溶液调节pH值至10-11，采用过滤法获得固体分，将固体物在75℃的电热干燥箱中干燥6h，使用无水乙醇进行洗涤，静置，固液分离，然后采用0.2mol/L的柠檬酸洗涤2次后过滤分离，将固体置于烘箱内60 ℃进行烘干处理12h，使得生物炭表面和孔隙附着一层磁性物质，即得。该发明通过给生物炭进行表面赋磁，可实现吸附材料的快速分离和回收，赋磁完成后，磁性棉花秸秆生物炭对印染废水中的染料（亚甲基蓝）具有很好的吸附去除效果，同时该磁性材料具有良好的稳定性，通过外加磁场可完成水处理吸附剂的有效分离，简化了处理过程，防止了二次污染。

但是目前来说，现有的生物质碳吸附剂普遍存在以下不足：在生物质炭吸附剂中掺杂有磁性金属后，增加了磁性金属对生物质碳吸附剂中孔隙的堵塞风险，从而容易导致生物质碳吸附剂的吸附性能降低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种简便高效可磁分离的生物质染料吸附剂的制备方法，本发明的生物质染料吸附剂在掺杂磁性金属时能够有效避免磁性金属负载于多孔碳材料的孔隙表面而导致的对染料吸附能力降低的风险。