申請(qǐng)日2013.10.29

　　公開(kāi)(公告)日2014.02.12

　　IPC分類號(hào)B01J20/24; C02F103/30; C02F1/28; B01J20/30

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種改性木屑吸附劑、制備方法及其在處理含堿性染料廢水中的應(yīng)用，改性木屑吸附劑的制備方法為，木屑與有機(jī)酸反應(yīng)，干燥后，進(jìn)行酯化反應(yīng)，除去有機(jī)酸，干燥，得到改性木屑吸附劑，所述有機(jī)酸為草酸、檸檬酸或酒石酸中的一種或多種，本發(fā)明的改性木屑吸附劑具有簡(jiǎn)單易得、吸附量大且去除率高等特點(diǎn)，可應(yīng)用于廢水特別是堿性染料廢水的處理;采用的原料廉價(jià)易得，制備工藝簡(jiǎn)單且無(wú)污染，成本低，易于工業(yè)化，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化的目的。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種改性木屑吸附劑，以木屑為原料，其特征在于，制備方法為，所述木屑與有機(jī)酸 反應(yīng)，干燥后，進(jìn)行酯化反應(yīng)，除去有機(jī)酸，干燥，得到改性木屑吸附劑，所述有機(jī)酸為草 酸、檸檬酸或酒石酸中的一種或多種。

　　2.一種改性木屑吸附劑的制備方法，其特征是，以木屑為原料，所述木屑與有機(jī)酸反應(yīng)， 干燥后，進(jìn)行酯化反應(yīng)，除去有機(jī)酸，干燥，得到改性木屑吸附劑，所述有機(jī)酸為草酸、檸 檬酸或酒石酸中的一種或多種。

　　3.如權(quán)利要求2所述的改性木屑吸附劑的制備方法，其特征是，包括如下步驟，

　　(1)將木屑清洗、烘干、粉碎后，加入至有機(jī)酸溶液中，進(jìn)行混合，所述有機(jī)酸溶液為 草酸、檸檬酸或酒石酸溶液中的一種或多種;

　　(2)混合結(jié)束后固液分離，將木屑固體進(jìn)行干燥;

　　(3)將木屑固體在110-120℃條件下進(jìn)行酯化反應(yīng);

　　(4)利用弱堿性溶液對(duì)木屑固體進(jìn)行清洗，直至濾液中無(wú)有機(jī)酸;

　　(5)對(duì)木屑固體干燥，得改性木屑吸附劑。

　　4.如權(quán)利要求2或3所述的改性木屑吸附劑的制備方法，其特征是，所述木屑為樟木屑。

　　5.如權(quán)利要求2或3所述的改性木屑吸附劑的制備方法，其特征是，有機(jī)酸的濃度為 1.0～1.2mol/L，木屑與有機(jī)酸溶液的質(zhì)量體積比為40～60g/L。

　　6.如權(quán)利要求3所述的改性木屑吸附劑的制備方法，其特征是，步驟(4)的弱堿性溶 液為碳酸氫鈉或碳酸氫鉀溶液。

　　7.如權(quán)利要求2或3所述的改性木屑吸附劑的制備方法，其特征是，改性木屑吸附劑的 粒徑為45～75mm。

　　8.如權(quán)利要求1所述的改性木屑吸附劑或權(quán)利要求3的制備方法得到的改性木屑吸附劑 在處理含堿性染料的廢水中的應(yīng)用。

　　9.如權(quán)利要求8的應(yīng)用，其特征是，所述堿性染料為孔雀石綠染料或亞甲基藍(lán)染料。

　　10.如權(quán)利要求8的應(yīng)用，其特征是，步驟為，將所述改性木屑吸附劑加入到含有堿性 染料的廢水中，加入量為0.2-10g/L，混勻，反應(yīng)完畢后進(jìn)行固液分離，分離出負(fù)載堿性染料 的吸附劑。

　　說(shuō)明書(shū)

　　改性木屑吸附劑、制備方法及其在處理含堿性染料廢水中的應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及水污染處理領(lǐng)域，具體是涉及到一種改性木屑吸附劑、制備方法及其在水污 染治理中的應(yīng)用。

　　背景技術(shù)

　　染料被廣泛應(yīng)用于染色工業(yè)，如紡織、造紙、皮革、羊毛及化妝品等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，未經(jīng)妥 善處理就排放到環(huán)境中的染料占全世界總污染排放物的15%。這種廢水具有色澤深、臭味大、 COD含量高、成分復(fù)雜且多變的特點(diǎn)，一旦通過(guò)各種途徑排入水體環(huán)境，將直接或間接破壞 生態(tài)環(huán)境以及對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的危害。因此，如何有效地解決染料廢水引起的環(huán)境污染 問(wèn)題，已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前處理廢水中染料的方法可分為物理法、化學(xué)法、 和生物法。因其處理成本太高，物理化學(xué)法難以在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。而生物法對(duì)染料廢水的 脫色降解非常有限。吸附法由于設(shè)備投資少，工藝與操作簡(jiǎn)單、高效，具有廣泛的應(yīng)用前景。 針對(duì)印染廢水中染料種類繁多的特點(diǎn)，改善吸附法的關(guān)鍵在于尋找更加高效、環(huán)保、價(jià)廉的 吸附材料。

　　近年來(lái)，大量廉價(jià)易得的生物質(zhì)材料作為吸附劑在染料廢水的處理中得到較多的研究。 如中國(guó)專利CN103212378A公開(kāi)了一種檸檬酸修飾棕櫚樹(shù)皮吸附劑的制備方法及其應(yīng)用，先 將棕櫚樹(shù)皮用水洗滌去除泥土和雜質(zhì)，干燥、粉碎，用NaOH水溶液處理干燥后，與檸檬酸 溶液混合，反應(yīng)一段時(shí)間后冷卻，用水洗滌至無(wú)檸檬酸存在，再用氯化鎂溶液混合，抽濾， 烘干得吸附劑，本專利申請(qǐng)的原料是是棕櫚樹(shù)的樹(shù)皮，原料限制較嚴(yán)格，需要使用水浸泡7-10 天以除去非纖維物質(zhì)，處理時(shí)間長(zhǎng);在用檸檬酸處理前需要使用NaOH溶液做堿化處理，在 用檸檬酸處理后需要使用氯化鎂處理，處理步驟復(fù)雜，時(shí)間長(zhǎng)，成本高昂，限制了其推廣使 用。

　　專利CN102266756A公開(kāi)了一種檸檬酸修飾油菜秸稈吸附劑的制備方法及其應(yīng)用，在對(duì) 油菜秸稈磨碎、清洗、干燥后，需要先用異丙醇進(jìn)行清洗，在和氫氧化鈉溶液混合，清洗干 燥，最后再用檸檬酸溶液處理，堿化處理后干燥，用來(lái)除去廢水中的陽(yáng)性染料和重金屬離子， 本專利技術(shù)路線復(fù)雜，且使用到中毒的異丙醇，容易造成二次污染。

　　專利CN101474816A公開(kāi)了一種改性木屑的制備及使用方法，其木屑的制備方法中使用 了1,4-二氧六環(huán)、表氯醇、味精等有機(jī)物質(zhì)，路線復(fù)雜，成本高昂。龔新懷等，研究了檸檬 酸改性竹屑吸附亞甲基藍(lán)，其最大的吸附容量為125mg/g，(龔新懷等，檸檬酸改性竹屑吸附 亞甲基藍(lán)的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)分析，宜春學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，34(8)，47～49)。這些農(nóng)林廢物作為 廢水處理的吸附劑具有可再生、可降解等優(yōu)點(diǎn)，是重要的生物資源，但吸附能力低、制造成 本高昂、原料來(lái)源有限等缺點(diǎn)限制了它們的廣泛使用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種改性木屑吸附劑，其吸附容量大，對(duì)廢水中的堿性染料去除率 高，本發(fā)明還提供改性木屑吸附劑的制備方法，其路線簡(jiǎn)單、制造成本低，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污 染，本發(fā)明還提供所述改性木屑吸附劑在處理含堿性染料廢水中的應(yīng)用。

　　本發(fā)明提供一種改性木屑吸附劑，制備方法如下：以木屑為原料，與有機(jī)酸反應(yīng)，干燥 后，進(jìn)行酯化反應(yīng)，除去有機(jī)酸，干燥，得到改性木屑吸附劑，所述有機(jī)酸為草酸、檸檬酸 或酒石酸中的一種或多種。

　　具體包括如下步驟：

　　1、將木屑清洗、烘干、粉碎后過(guò)篩，然后將木屑加入至有機(jī)酸溶液中，室溫下混合，所 述木屑優(yōu)選為樟木屑，所述有機(jī)酸溶液為草酸、檸檬酸或酒石酸溶液中的一種或多種，濃度 優(yōu)選為1.0～1.2mol/L，木屑與有機(jī)酸溶液的質(zhì)量體積比優(yōu)選為40～60g/L，混合方式優(yōu)選為攪 拌或震蕩方式，震蕩方式的速度為200rpm，時(shí)間為3小時(shí)。

　　2、攪拌結(jié)束后固液分離，將木屑固體進(jìn)行干燥，干燥溫度優(yōu)選為50-70℃，時(shí)間為24 小時(shí)。

　　3、升溫至110～120℃，進(jìn)行酯化反應(yīng)，持續(xù)80～120min，酯化反應(yīng)的原理為，有機(jī)酸通 過(guò)物理作用粘附在木屑表面，干燥后去除水分，然后升溫后木屑與有機(jī)酸發(fā)生酯化反應(yīng)。

　　4、冷卻至室溫后，利用堿性溶液反復(fù)清洗，堿性溶液優(yōu)選碳酸氫鈉或碳酸氫鉀溶液，濃 度為0.05mol/L，直至濾液中無(wú)有機(jī)酸，可采用0.1mol/L硝酸鉛溶液檢測(cè)該濾液。

　　5、干燥并過(guò)篩，得改性木屑吸附劑，優(yōu)選粒徑為45～75mm。

　　本發(fā)明還提供一種改性木屑吸附劑在處理水污染領(lǐng)域的應(yīng)用，步驟是，將上述制備方法 制備的改性木屑吸附劑加入到含有堿性染料的廢水中，所述堿性染料優(yōu)選為孔雀石綠染料或 亞甲基藍(lán)染料，加入量為0.2-10g/L，采用機(jī)械攪拌或者震蕩方式混勻，震蕩方式優(yōu)選轉(zhuǎn)速 為170rpm，溫度為30-40℃，時(shí)間為3-24小時(shí)，反應(yīng)完畢后進(jìn)行固液分離，分離出負(fù)載堿 性染料的吸附劑。

　　本發(fā)明具有以下有益效果：(1)木屑原料易得;(2)制備工藝簡(jiǎn)單，沒(méi)有使用對(duì)環(huán)境有 危害的物質(zhì)，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，成本低廉，適于連續(xù)大規(guī)模的批量生產(chǎn);(3)改性 木屑吸附劑具有多孔性、滲透性、比表面積大以及含有大量的化學(xué)官能團(tuán)，如羧基，可和染 料形成各種鍵力，如離子交換、靜電引力和氫鍵等，利于處理廢水中的污染。(4)本發(fā)明的 改性木屑吸附劑對(duì)堿性染料的去除率高，容量大，使用量小。