[发明专利]一种染料吸附剂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种染料吸附剂的制备方法及应用。

背景技术

合成染料是工业废水中常见的水体污染物，如偶氮类、蒽醌类、三芳基甲烷类和酞菁类染料，这些染料大多数具有毒性，且可以致突变、致癌。目前染料废水的处理多用物理或化学方法，如吸附、离子交换、凝聚和膜过滤臭氧化，然而由于这些方法大多数存在成本高、耗时长等问题，没有被广泛应用。另外生物降解法也是目前使用较多的方法，但是由于合成染料本身对微生物及其分泌酶的抵抗作用，使有些合成染料很难生物降解，即使能够降解也耗时时间较长，一般需要数天的时间，且处理过程中由于生物降解作用染料产生的副产品或次生代谢物质可能具有比原有底物更高的毒性(Ramsay and Nguyen，2002.Biotechnology Letters，24：1757-1761)。因此，目前急需一种可以解决上述问题的染料去除方法。生物吸附法被认为是去除有毒染料最有应用前景的处理方法之一，由于生物吸附剂自身底物材料取自生物有机质，对环境几乎无任何危害，且用来制作吸附剂的生物材料天然具有许多活性吸附基团或者具有多孔结构(Batzias and Sidiras，2007，Journal of Hazardous Materials，141：668-679)，使其具备较好的吸附潜质，因些对其性能的改造也就相对简单，成本较低。

目前染料废水处理中，化学与物理处理方法存在成本较高、容易出现二次污染的问题；生物降解方法存在耗时间时间长、容易产生具毒性的副产品或次生代谢物质的缺点。吸附法具有快速去除废水染料的优点而受到青睐，但是目前所使用的吸附剂多数经过复杂的改良，其制备过程繁琐且成本较高，为节省成本又不得不循环使用吸附剂，这样会因解吸过程大量使用碱物质而增加了二次污染的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种制作简单、效率高、成本低的生物吸附剂来去除废水中的染料，即利用雪松针叶烘干粉碎，并利用乙醇脱脂、脱有机色素，经磷酸缓冲液冲洗，再沉淀烘干，过筛后制成吸附剂并用于染料的去除。本发明中的生物吸附剂制备过程简单，与其它传统吸附剂相比成本较低，吸附效率较高，且雪松为常见的行道树和庭园观赏树种，取材方面、材料充足，可以减少因吸附剂的循环使用而带来的高成本、耗时时间长及二次污染问题。

一种简单高效的染料吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)取雪松成熟针叶，干燥后磨碎，取粒径为300-800μm的粉末；

(2)将所获得的粉末用无水乙醇浸洗，进行脱脂、脱有机色素处理；

(3)将(2)中的沉淀物用磷酸缓冲液冲洗，去除有机色素；所述磷酸缓冲液的浓度为10mM，pH为4.5；

(4)将(3)中的沉淀物烘干、压碎，即得粉末吸附剂。

用上述制备的生物吸附剂对各种染料溶液进行脱色，以检验其脱色的广谱性；用上述制备的吸附剂对染料废水进行脱色，以检验其应用潜力，并分析各吸附参数对吸附效果的影响。

实验步骤：

1.吸附剂制备

取雪松成熟针叶，于75℃下烘干48小时后，取出磨碎过筛留取粒径约为300-800μm的粉末，将所获得的粉末用无水乙醇浸洗约1小时进行脱脂、脱有机色素处理，过滤后沉淀用浓度为10mM(pH＝4.5)的磷酸缓冲液冲洗三次，取沉淀于75℃下烘干48小时，用研钵将粉末结块稍加破碎至均匀，即可作为脱色的吸附剂。

2.不同染料的吸附脱色的广谱性分析

首先配制浓度为100mg/l的孔雀石绿、结晶紫、甲基橙、橙黄G、亚甲基蓝、溴甲酚绿、百里香酚蓝、刚果红、甲基红、甲基紫染料溶液备用，取上述染料溶液各100ml置于150ml锥形瓶中，之后称取本发明所提供的吸附剂0.5g共10份分别添加至上述10种染料溶液中，于常温下120转/分的摇床上振荡，每20分钟取样一次于4500转/分的离心机上离心5分钟，取上清液测定吸光值，并计算脱色率。结果(表1)显示，本发明提供的吸附剂对上述10种染料均具有较强的脱色效果，显示本发明所提供的吸附剂对染料吸附具有一定的广谱性。

脱色率＝(A₀-A_t)/A₀

A₀为染料初始吸光值，A_t为t时刻染料吸光值。

表一雪松针叶粉末吸附剂对不同染料的脱色分析

实施例2