CN102614851A - 坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用 - Google Patents

坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN102614851A
CN102614851A CN2012101005751A CN201210100575A CN102614851A CN 102614851 A CN102614851 A CN 102614851A CN 2012101005751 A CN2012101005751 A CN 2012101005751A CN 201210100575 A CN201210100575 A CN 201210100575A CN 102614851 A CN102614851 A CN 102614851A
Authority
CN
China
Prior art keywords
palygorskite clay
palygorskite
adsorbent
clay
straw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101005751A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102614851B (zh
Inventor
于静姝
杨翠玲
张哲�
高淑玲
崇雅丽
李芳红
杨志旺
雷自强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest Normal University
Original Assignee
Northwest Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Normal University filed Critical Northwest Normal University
Priority to CN 201210100575 priority Critical patent/CN102614851B/zh
Publication of CN102614851A publication Critical patent/CN102614851A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102614851B publication Critical patent/CN102614851B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明提供了一种坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备,于复合材料技术领域。本发明以坡缕石原矿及植物秸秆为原料,通过水热反应,制备的坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂,充分利用了粗坡缕石黏土与秸秆的协同吸附能力,大大增强了吸附剂的吸附能力和吸附速度,而且降低了成本。经测定,本发明制备的复合吸附剂对印染废水具有很好的净化能力(82%~99%)和效率(0.1~2h可完成),是一种比较理想的污水处理剂。

Description

坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用
技术领域
[0001] 本发明属于复合材料技术领域,涉及一种坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂的制备;本发明同时还涉及该复合吸附剂在处理印染废水中的应用。
背景技术 [0002] 坡缕石黏土是我国的特色资源,储存量位居世界之首。坡缕石黏土具有很多特殊的性能,其中吸附性是坡缕石黏土最主要的性能之一。坡缕石黏土由于其成矿原因的不同,导致不同地区的坡缕石黏土性能及用途有很大的差异。坡缕石黏土矿有好品质及劣品质之分。一般,品质较差的坡缕石矿不适合用于精细化工领域,但对污水的吸附能力确较好。
[0003] 植物秸杆为农村废弃天然资源,具有可再生性。以前植物秸杆主要是农村的能源材料及家畜饲料,由于近年来机械化程度的提高及国家对农村燃烧能源清洁化导向,目前农村主要使用沼气为燃料,所以植物秸杆的剩余量更加多,大部分都被直接在农田里烧毁,这样既浪费资源,又污染环境。
[0004] 利用坡缕石黏土制备污水处理剂的报道非常多,但可以总结为以下几类:第一,利用表面活性剂改性,这类方法主要有阳离子表面活性剂及阴离子表面活性剂,用来处理含有机物废水或者印染废水;第二,在坡缕石表面负载有机物,主要有负载壳聚糖、聚丙烯酸类物质、葡萄糖、蔗糖及其他硅烷偶联剂,用于有机物、重金属离子或者造纸印染行业废水吸附;第三,通过物理改性,例如使用酸碱、焙烧等手段,应用于重金属离子的吸附;第四,通过化学方法在坡缕石表面包覆碳材料,例如通过水热反应,利用葡萄糖、蔗糖等制备坡缕石/碳吸附材料。以上几类材料存在如下问题:表面活性剂改性、负载有机物等方法制备的吸附剂存在二次污染问题,不能用于使用要求较为严格的水净化行业;利用葡萄糖等资源水热碳化反应,虽然避免了上面存在的问题,但是却加重了污水处理剂的成本,这恰恰是污水处理行业最困惑的问题。
[0005] 中国专利CN 101990987 A中虽然提到了使用秸杆及坡缕石处理马铃薯淀粉废水的实例,但该专利没有将秸杆和黏土制备成复合材料,而是分开使用,没有起到秸杆及黏土的协同效果,仅仅是简单的物理搭配,这样虽然能够净化废水,但效果较差。洛阳理工学院完成的科技成果“用玉米秸杆改性的凹凸棒石矿开发含重金属离子的废水净化剂”,该成果制备吸附剂运用的方法是燃烧法,该方法在制备吸附剂过程中会对大气带来污染,并且该吸附剂只用于金属离子的吸附,对印染废水未作任何陈述。合肥工业大学的硕士论文《凹凸棒石基碳复合材料吸附性能研究》中提到的凹凸棒与秸杆复合吸附剂的制备方法,是用树脂作为粘合剂,通过燃烧法得到的复合材料。以上两件成果在制备复合材料时,均使用了燃烧法制备,与本专利中提到的水热法完全不同,并且水热法制备的复合材料是通过化学键的形式结合的,不同于燃烧法中两种材料简单的包覆类型。
发明内容[0006] 本发明的目的是针对现有技术中存在的问题,提供一种坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂的制备方法。
[0007] 本发明的另一目的是提供一种坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂在处理印染废水中的应用。
[0008] 本发明坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂的制备方法,是将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆分别粉碎至10(Γ300目的粉末,以1:0.5〜1:2的质量比分散于水中,然后于10(Tl6(rC下搅拌水热反应f 3h,冷却,过滤,干燥,既得坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附材料。
[0009] 所述坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆粉末分散于水中的总质量分数为1(Γ50%。
[0010] 本发明使用的植物秸杆主要有:高粱秸杆、豆类植物秸杆、马铃薯秸杆、稻谷类植物秸杆等。使用的坡缕石黏土原矿的主要成分:坡缕石黏土 20飞0%,蒙脱土 10〜30%,石英10〜20%,余量为其它少量杂质。
[0011] 下面通过红外图谱、扫描电镜对本发明制备的坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂的结构及形貌进行了表征。
[0012] 红外分析:图I为坡缕石黏土的红外光谱图,可以看出坡缕石黏土含有大量的羟基,1029cm-1及878 cnT1为沉积型坡缕石黏土中Si-O的伸缩振动。图2为植物秸杆的红外光谱图,3048 cnT1为植物秸杆中纤维素及木质素所含-OH的伸缩振动峰,1605 cnT1及1512cnT1处为木质素所含苯环的骨架吸收峰,2920 cnT1处为-CH2-, CH3-的伸缩振动吸收峰,由强度可以判断该植物秸杆中木质素含量高于纤维素及半纤维素。图3为坡缕石黏土 /C复合材料的红外光谱图,通过比较可以看出,坡缕石黏土表面的羟基与植物秸杆中木质素的酮羰基之间产生了氢键,使得酮羰基上的CH3-伸缩振动峰发生了红移,即曲线c中的2902cnT1处的吸收峰,说明在水热反应中,坡缕石黏土与植物秸杆之间不是简单的物理复合,而是发生了化学反应,在坡缕石表面成功接枝了有机碳材料。图4为植物秸杆和坡缕石黏土按照水热反应比例物理混合物的红外光谱图,可以看出未经过水热反应的混合物的红外曲线仅仅是两种物质简单的地叠加,未有新的峰出现,从而进一步说明水热反应得到的坡缕石黏土 /C复合材料是反应性复合材料,不是两种原料添加到一起简单的混合物。
[0013] 扫描电镜形貌表征:图5为发明坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂的扫描电镜图。图中,A为植物秸杆粉末SEM照片,B为坡缕石黏土 SEM照片,C为本发明坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂的SEM照片。通过三张照片比较可以看出,在水热反应后,坡缕石黏土与植物秸杆粉末充分混合,且复合材料整体变得蓬松。由照片标尺比较发现,坡缕石黏土的棒直径有所增大,说明其表面包覆了秸杆粉末水热反应时产生的碳材料。
[0014] 综上所述,本发明的坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂具有核壳状结构特点,但活性炭并没有全面包覆坡缕石黏土,所以该材料巧妙的利用了坡缕石及秸杆产生的活性炭二者的吸附性能。因而对废水中的染料物质具有较强的吸附能力。
[0015] 吸附能力测试:将不同的染料配制成20(T400mg/L的溶液,利用本发明制备的复合吸附剂进行吸附试验。试验条件:固液比6:广35:1 (即IL废水中添加吸附剂的质量为6〜35g),温度:1(T50°C,pH值为3〜11,吸附时间O. I〜2. 0h,测试结果见表I。
[0016] 表I坡缕石黏土 /植物秸杆吸附剂吸附不同染料正交试验
Figure CN102614851AD00051
具体实施方式
[0021] 下面通过具体实施例对本发明复合吸附剂的制备和吸附性能作进一步说明。
[0022] 实施例I
吸附剂的制备:将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆分别粉碎至10(Γ300目,干燥后按1:0.5的质量比添加到旋转高压反应釜中,使用蒸馏水配置成总质量浓度为10%的溶液,在100°C搅拌水热反应lh,冷却,过滤,干燥,既得坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂。
[0023] 吸附性能测试:将亚甲基蓝配制成350mg/L的溶液,利用本发明制备的复合吸附剂进行吸附试验。试验条件:固液比30,温度:10°C,pH值为9,吸附时间I. 5h,吸附率为99%。
[0024] 实施例2
吸附剂的制备:将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆分别粉碎至10(Γ300目,干燥后按1:1的质量比添加到旋转高压反应釜中,使用蒸馏水配置成总质量浓度为10%的溶液,在110°C搅拌水热反应I. 5h,冷却,过滤,干燥,既得坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂。
[0025] 吸附性能测试:将甲基橙配制成200mg/L的溶液,利用本发明制备的复合吸附剂进行吸附试验。试验条件:固液比6,温度:10°C,pH值为3,吸附时间O. lh,吸附率为98%。
[0026] 实施例3
吸附剂的制备:将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆分别粉碎至10(Γ300目,干燥后按1:1.5的质量比添加到旋转高压反应釜中,使用蒸馏水配置成总质量浓度为20%的溶液,在120°C搅拌水热反应2h,冷却,过滤,干燥,既得坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂。
[0027] 吸附性能测试:将亚甲基蓝配制成200mg/L的溶液,利用本发明制备的复合吸附剂进行吸附试验。试验条件:固液比18,温度:20°C,pH值为7,吸附时间2.0h,吸附率为99%。
[0028] 实施例4
吸附剂的制备:将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆分别粉碎至10(Γ300目,干燥后按1:2的质量比添加到旋转高压反应釜中,使用蒸馏水配置成总质量浓度为20%的溶液,在130°C搅拌水热反应2. 5h,冷却,过滤,干燥,既得坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂。
[0029] 吸附性能测试:将甲基橙配制成350mg/L的溶液,利用本发明制备的复合吸附剂进行吸附试验。试验条件:固液比35,温度:20°C,pH值为3,吸附时间lh,吸附率为99%。
[0030] 实施例5
吸附剂的制备:将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆分别粉碎至10(Γ300目,干燥后按1:0.8的质量比添加到旋转高压反应釜中,使用蒸馏水配置成总质量浓度为15%的溶液,在150°C搅拌水热反应3h,冷却,过滤,干燥,既得坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂。
[0031] 吸附性能测试:将亚甲基蓝配制成250mg/L的溶液,利用本发明制备的复合吸附剂进行吸附试验。试验条件:固液比35,温度:40°C,pH值为7,吸附时间I. 5h,吸附率为99%。
[0032] 实施例6
吸附剂的制备:将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆分别粉碎至10(Γ300目,干燥后按1:1.2的质量比添加到旋转高压反应釜中,使用蒸馏水配置成总质量浓度为15%的溶液,在160°C搅拌水热反应2 h,冷却,过滤,干燥,既得坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂。
[0033] 吸附性能测试:将甲基橙配制成250mg/L的溶液,利用本发明制备的复合吸附剂进行吸附试验。试验条件:固液 比6,温度50°C,pH值为11,吸附时间I. 0h,吸附率为82%。

Claims (4)

1.坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂的制备方法,将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆分别粉碎至10(Γ300目的粉末,以1:0. 5^1:2的质量比分散于水中,然后于10(Tl6(rC下搅拌水热反应f 3h,冷却,过滤,干燥,既得坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附材料。
2.如权利要求I所述坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂的制备方法,其特征在于:所述坡缕石黏土原矿的成分为: 坡缕石黏土 20〜50%,蒙脱土 10〜30%,石英10〜20%,余量为杂质。
3.如权利要求I所述坡缕石黏 土 /植物秸杆复合吸附剂的制备方法,其特征在于:所述坡缕石黏土原矿、废弃植物秸杆粉末分散于水中的总质量分数为10飞0%。
4.如权利要求I所述方法制备的坡缕石黏土 /植物秸杆复合吸附剂用于处理印染废水中。
CN 201210100575 2012-04-09 2012-04-09 坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用 Expired - Fee Related CN102614851B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210100575 CN102614851B (zh) 2012-04-09 2012-04-09 坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210100575 CN102614851B (zh) 2012-04-09 2012-04-09 坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102614851A true CN102614851A (zh) 2012-08-01
CN102614851B CN102614851B (zh) 2013-06-12

Family

ID=46555266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201210100575 Expired - Fee Related CN102614851B (zh) 2012-04-09 2012-04-09 坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102614851B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103551120A (zh) * 2013-11-15 2014-02-05 西北师范大学 向日葵髓/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法
CN103663582A (zh) * 2014-01-02 2014-03-26 西北师范大学 一种营养缓释型饮用水净水剂及制备方法
CN104815619A (zh) * 2015-04-29 2015-08-05 武汉工程大学 油菜秸秆/水滑石复合材料及其制备方法和应用
CN105000603A (zh) * 2015-07-24 2015-10-28 刘雷 一种多效污水处理剂及利用其处理污水的方法
CN106390942A (zh) * 2016-11-07 2017-02-15 郑州圣莱特空心微珠新材料有限公司 一种用于印染废水的污水处理剂及其制备方法
CN110624510A (zh) * 2019-09-11 2019-12-31 合肥学院 一种复合吸附剂及其用于处理含铬黑t印染废水的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101492165A (zh) * 2009-03-09 2009-07-29 合肥工业大学 凹凸棒石有机改性方法及有机改性凹凸棒石的应用
CN102225870A (zh) * 2011-04-21 2011-10-26 合肥工业大学 凹凸棒石粘土多孔陶粒及其制备方法和用途
CN102276237A (zh) * 2011-04-21 2011-12-14 合肥工业大学 凹凸棒石基碳复合陶粒、其制备方法及其用途

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101492165A (zh) * 2009-03-09 2009-07-29 合肥工业大学 凹凸棒石有机改性方法及有机改性凹凸棒石的应用
CN102225870A (zh) * 2011-04-21 2011-10-26 合肥工业大学 凹凸棒石粘土多孔陶粒及其制备方法和用途
CN102276237A (zh) * 2011-04-21 2011-12-14 合肥工业大学 凹凸棒石基碳复合陶粒、其制备方法及其用途

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103551120A (zh) * 2013-11-15 2014-02-05 西北师范大学 向日葵髓/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法
CN103551120B (zh) * 2013-11-15 2016-08-17 西北师范大学 向日葵茎髓/坡缕石黏土复合吸附材料的制备方法
CN103663582A (zh) * 2014-01-02 2014-03-26 西北师范大学 一种营养缓释型饮用水净水剂及制备方法
CN103663582B (zh) * 2014-01-02 2015-07-01 西北师范大学 一种营养缓释型饮用水净水剂及制备方法
CN104815619A (zh) * 2015-04-29 2015-08-05 武汉工程大学 油菜秸秆/水滑石复合材料及其制备方法和应用
CN105000603A (zh) * 2015-07-24 2015-10-28 刘雷 一种多效污水处理剂及利用其处理污水的方法
CN106390942A (zh) * 2016-11-07 2017-02-15 郑州圣莱特空心微珠新材料有限公司 一种用于印染废水的污水处理剂及其制备方法
CN110624510A (zh) * 2019-09-11 2019-12-31 合肥学院 一种复合吸附剂及其用于处理含铬黑t印染废水的方法
CN110624510B (zh) * 2019-09-11 2021-10-29 合肥学院 一种复合吸附剂及其用于处理含铬黑t印染废水的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102614851B (zh) 2013-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102614851B (zh) 坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用
CN104445177B (zh) 一种石墨烯的制备方法及石墨烯
CN101966990B (zh) 一种用山茱萸果核制备活性炭的方法
CN106362690A (zh) 一种磁性生物炭吸附材料及其制备方法
CN104258812A (zh) 一种金属元素改良生物炭基硝酸根吸附剂及其制备方法
CN104289182B (zh) 一种秸秆和煤矸石共制备复合吸附材料的简易方法
CN105056949B (zh) 一种植物中空纤维负载的类Fenton催化剂、制备方法及其应用
CN104084128B (zh) 用于废水处理的利用餐厨垃圾废渣改性污泥活性炭
CN104289179A (zh) 一步炭化活化制备凹凸棒石/碳复合材料吸附剂的方法
CN105709689B (zh) 碳基功能材料及其制备方法
CN107159110A (zh) 一种柚子皮基多级孔碳材料的制备方法及其用途
CN104998620A (zh) 一种改性花生壳生物炭/聚合氯化铝污泥复合吸附材料
CN110523373B (zh) 一种油页岩半焦吸附剂的制备方法
CN105753608A (zh) 一种新型铁基生物炭的制备方法及其应用
CN106000298A (zh) 一种基于koh改性核桃壳生物质水热炭的制备方法
CN103496700A (zh) 一种将杉木木屑热解残留物制备活性炭的方法
CN106083331A (zh) 一种能减少堆肥有害气体排放的改性生物炭制备和使用方法
CN104785217B (zh) 一种粉煤灰/氧化石墨烯复合吸附材料的制备方法
CN104148016A (zh) 一种粉煤灰耦合生物炭制备陶粒吸附材料的方法
CN104843700A (zh) 以泥炭复配玉米秸秆为原料制备的粉末活性炭及制备方法
CN104801306B (zh) 一种以草炭为原料制备的粉末活性炭催化剂及制备方法
CN104445188B (zh) 一种利用溶液浸洗脱灰制备稻壳基活性炭的方法
CN108262029B (zh) 一种有机-无机复合改性秸秆除磷吸附材料的制备方法
CN106044745B (zh) 一种茭白废弃物制备水热炭微球的方法和应用
CN101723364A (zh) 利用等离子体裂解煤固体产物制备活性炭的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130612

Termination date: 20190409

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee