環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于材料領域，具體涉及環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑，還涉及該生 物吸附劑的其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 酸性品紅作為典型水溶性品紅染料，其結構中含對生物呈強抑制作用的苯環，并 且為高共軛分子體系，很難釆用生物方法將其降解成無機小分子。目前，針對此類印染廢水 的研宄主要集中在物理吸附、化學試劑氧化、膜處理、光催化氧化以及微生物降解處理等技 術。這些方法大多因成本過高、操作繁瑣、能耗大等一系列問題廣泛應用受到限制。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需要關注的重要問題。
[0003] 我國年產花生莢果約600萬噸，花生加工過程中，會產生約200萬噸的花生殼，只 有少部分被用作纖維板的原材料，其他大多被用作燃料焚燒或閑置掉了，造成了大量的資 源浪費。花生殼在物理結構上孔隙率較高，具有較大的比表面積，并且花生殼中含有大量木 質素、纖維素、半纖維素等成分，富含羥基、羧基等活性官能團，可以與品紅染料通過離子交 換方式進行結合，用于品紅染料的廢水處理。但是，直接將花生殼用于處理品紅染料，由于 其表面活性組分含量較少，吸附能力不甚理想，同時由于可溶性有機物質的溶解會導致水 中化學耗氧量增加，并且花生殼的物理強度較差，沒有足夠強度用于廢水處理。化學改性能 夠改變，不但可以有效改善其物理強度，還可有效增強所制備材料的吸附效果。因此，有必 要對花生殼進行改性，獲得適用于品紅染料的生物吸附劑，不僅可有效降低廢水的處理成 本，又能利用現有大量的廉價綠色資源，為農業廢棄物的綜合利用提供了新的途徑。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發明的目的之一在于提供環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑，該吸 附劑對品紅染料的吸附效果好，并且成本低廉；本發明的目的之二在于提供環氧氯丙烷改 性花生殼生物吸附劑的制備方法，其制備方法簡單，不需要特殊特備，能夠工業化生產；本 發明的目的之三在于提供環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑在去除品紅染料中的應用；本 發明的目的之四在于提供環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑去除品紅染料的方法，操作簡 單。
[0005] 為解決上述發明目的，經研宄，本發明提供如下技術方案：
[0006] 1、環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑，由以下方法制備：將花生殼洗凈、烘至恒 重、粉碎并篩分粒徑小于100目的粉末，然后加入環氧氯丙烷和NaOH溶液，再在40°C條件下 反應30min，固液分離，收集濾渣并將濾渣水洗至中性，最后在50~70°C下烘至恒重，得環 氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑；
[0007] 所述環氧氯丙烷加入量按花生殼質量與環氧氯丙烷體積之比為I :10(g :ml)加 入，所述NaOH溶液加入量按加入后NaOH與花生殼的重量比為1:1。
[0008] 2、所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑的制備方法，包括如下步驟：將花生殼 洗凈、烘至恒重、粉碎并篩分粒徑小于100目的粉末，然后加入環氧氯丙烷和NaOH溶液，再 在40°C條件下反應30min，固液分離，收集濾渣并將濾渣，最后在50~70°C下烘至恒重，得 環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑；
[0009] 所述環氧氯丙烷加入量按花生殼質量與環氧氯丙烷體積之比為I :10(g :ml)加 入，所述NaOH溶液加入量按加入后NaOH與花生殼的重量比為1:1。
[0010] 3、所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑在去除廢水中品紅染料的應用。
[0011] 4、利用所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑去除廢水中品紅染料的方法，稱取 所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑，然后加入相當于濃度低于l〇〇mg/ml的品紅染料， 在pH為4~8、溫度為20~50°C條件下吸附至少lOOmin。
[0012] 優選的，所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑添加量按每50ml品紅染料添加 0. 12~0. 2g環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑。
[0013] 優選的，所述pH為6~6. 5。
[0014] 優選的，所述溫度為40~50 °C。
[0015] 優選的，所述吸附的時間為110~150min。
[0016] 優選的，所述品紅染料的濃度為81. 7~96. 8g/ml。
[0017] 本發明的有益效果在于：本發明公開了環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑，經改 性后花生殼表面活性組分含量增多，物理強度滿足廢水處理要求，對品紅染料的吸附效果 好，在pH為4~8、溫度為20~50°C條件下吸附至少IOOmin品紅去除率達95%。并且利 用本發明制得的環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑去除品紅，操作簡單，并且可有效降低 廢水的處理成本，同時能利用現有大量的廉價綠色資源，為農業廢棄物的綜合利用提供了 新的途徑。
【具體實施方式】
[0018] 下面將對本發明的優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，通常按照常規條件或按照制造廠商所建議的條件。
[0019] 實施例1、環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑的制備
[0020] 環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑的制備方法，包括如下步驟：
[0021] (1)收集花生殼并將花生殼用蒸餾水洗凈，然后置于烘箱內烘至恒重，得預處理花 生殼；
[0022] (2)將步驟（1)所得預處理花生殼用粉碎機粉碎，粉碎后用篩分粒徑小于100目的 粉末，記為花生殼粉，然后置干燥機內備用；
[0023] (3)將步驟（2)所得花生殼顆粒（5g)置于三口燒瓶中，按照花生殼粉與環氧氯丙 烷的質量體積之比為I :l〇(w/v，g/ml)加入環氧氯丙烷，再加入100mL濃度為I. 25mol/L的 NaOH溶液，然后置于水浴鍋中40°C下冷凝回流30min，抽濾，粉渣用蒸餾水洗至流出液為中 性，最后在65°C下烘至恒重，得環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑。
[0024] 實施例2、環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑的吸附時間對品紅去除率的影響
[0025] 準確稱取實施例1制得的環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑0.1 g加入150mL規 格的錐形瓶中，然后加入50mL濃度100mg/L的品紅溶液，調節pH值為6. 5,再置于30°C恒 溫水浴振蕩器、在轉速為150轉/min條件下振蕩不同時間，測定殘余液中品紅濃度，計算出 去除率，結果如表1所示。
[0026] 表1、時間對環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑去除品紅的影響
[0027]
【主權項】
1. 環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑，其特征在于，由以下方法制備：將花生殼洗凈、 烘至恒重、粉碎并篩分粒徑小于100目的粉末，然后加入環氧氯丙烷和NaOH溶液，再在40°C 條件下反應30min，固液分離，收集濾渣并將濾渣水洗至中性，最后在50~70°C下烘至恒 重，得環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑； 所述環氧氯丙烷加入量按花生殼質量與環氧氯丙烷體積之比為1 :1〇,所述NaOH溶液 加入量按加入后NaOH與花生殼的重量比為1:1。
2. 權利要求1所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟：將花生殼洗凈、烘至恒重、粉碎并篩分粒徑小于100目的粉末，然后加入環氧氯 丙烷和NaOH溶液，再在40°C條件下反應30min，固液分離，收集濾渣并濾渣水洗至中性，最 后在50~70°C下烘至恒重，得環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑； 所述環氧氯丙烷加入量按花生殼質量與環氧氯丙烷體積之比為1 :1〇,所述NaOH溶液 加入量按加入后NaOH與花生殼的重量比為1:1。
3. 權利要求1所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑在去除廢水中品紅染料的應用。
4. 利用權利要求1所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑去除廢水中品紅染料的方 法，其特征在于：稱取所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑，然后加入相當于濃度低于 lOOmg/ml的品紅染料，在pH為4~8、溫度為20~50°C條件下吸附至少lOOmin。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑 添加量按每50ml品紅染料添加0. 12~0. 2g環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述pH為6~6.5。
7. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述溫度為40~50°C。
8. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述吸附的時間為110~150min。
9. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述品紅染料的濃度為81. 7~96. Sg/ ml 〇
【專利摘要】本發明公開了環氧氯丙烷改性花生殼生物吸附劑及其制備方法和應用，吸附劑由花生殼經洗凈、烘至恒重、粉碎并篩分粒徑小于100目的粉末，然后加入環氧氯丙烷和NaOH溶液，再在40℃下反應30min，固液分離，收集濾渣并將濾渣水洗至中性，最后在50～70℃下烘至恒重而得，制得的吸附劑孔徑多，表面活性組分多，并且能夠改善花生殼的物理強度，對品紅染料的吸附效果好，吸附率高于95％，并且利用本發明的方法去除品紅染料，操作簡單、成本低廉，無二次污染，具有產業化前景。
【IPC分類】B01J20-30, B01J20-24, C02F1-28
【公開號】CN104874363
【申請號】CN201510217417
【發明人】宋應華, 許惠, 蘇印
【申請人】重慶工商大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月30日