CN105561925B - 利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法 - Google Patents

利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105561925B
CN105561925B CN201610129828.6A CN201610129828A CN105561925B CN 105561925 B CN105561925 B CN 105561925B CN 201610129828 A CN201610129828 A CN 201610129828A CN 105561925 B CN105561925 B CN 105561925B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
charcoal
hydrogen peroxide
metformin hydrochloride
water peanut
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610129828.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105561925A (zh
Inventor
丁洋
刘云国
李忠武
曾光明
黄熙贤
谭小飞
周璐
曾伟
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.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan 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 Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN201610129828.6A priority Critical patent/CN105561925B/zh
Publication of CN105561925A publication Critical patent/CN105561925A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105561925B publication Critical patent/CN105561925B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4806—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of inorganic character
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/305—Endocrine disruptive agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法，该改性生物炭包括先制备水花生生物炭，再用过氧化氢改性水花生生物炭；该制备方法的步骤包括：先将水花生生物质洗干净，烘干，然后将水花生生物质磨碎、高温煅烧，制得水花生生物炭，最后将用过氧化氢改性水花生生物炭；该应用的步骤是：向含浓度为0.05～3.2mmol/L的盐酸二甲双胍废水中加入该改性生物炭材料，改性生物炭材料使用量为0.1～1g/L，在pH为1～12，温度25～45℃下振荡吸附反应一段时间后，通过过滤或沉淀分离收集吸附剂，完成对废水中盐酸二甲双胍的去除。本发明具有成本低廉、工艺简单、吸附性能高、环境友好等优点。

Description

利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的 方法
技术领域
本发明涉及改性生物炭材料在废水处理领域中的应用，尤其涉及过氧化氢改性水花生生物炭去除盐酸二甲双胍的应用。
背景技术
水体医药有机物污染是当今危害影响较大的环境污染问题，二甲双胍污染是最近几年发现的新型的内分泌干扰物之一。糖尿病是一系列的新陈代谢疾病，是由于胰岛素的功能和分泌缺失而导致的高血糖。二甲双胍是一种抗高血糖的药，它能降低血糖浓度而不导致低血糖。但是二甲双胍在自然环境中对人类和动物都有潜在的危害。二甲双胍会导致肠胃疾病和乳酸中毒。更重要的是，有实验已经表明废水中一定浓度的二甲双胍会导致雄鱼雌性化，减小雄鱼的大小以及影响鱼的生殖能力。而且，二甲双胍对幼鱼的影响大于对中年和老年鱼的影响。目前常用的去除有机污染物的方法主要有膜处理法、离子交换法、沉淀法和吸附法，但对二甲双胍的去除方法还很少。吸附法实质上是吸附剂活性表面对有机物的吸引，并因其高效、低价和易操作等优点受到越来越多的关注，常用吸附剂有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等。但由于大多数无机吸附剂来源不丰富，有机吸附剂吸附能力有限而限制其使用，故制备一种来源广泛、廉价并且吸附能力强的吸附剂具有很大的实际应用价值和意义。
生物炭是生物有机材料(生物质)在缺氧或绝氧环境中，经低温裂解后生成芳香难熔性的固态产物。由于其具有疏松多孔、排列有序的芳香环片层等结构，使得生物炭在吸附废水中的重金属、有机物、染料等污染物方面有很大的潜力。实验证明，水花生生物质在破碎成颗粒状并经过高温煅烧成生物炭后对盐酸二甲双胍具有良好的吸附效果。过氧化氢是一种具有较强氧化性的氧化剂，能够激活氧化生物炭表面的官能团(如醛基和酮基)。由于生物质在低温(300℃)条件下热解，其表面的官能团形成不完全。但是生物质在高温条件下热解生成的生物炭，其表面的活性官能团流失。通过过氧化氢这样的氧化剂激活氧化生物炭表面的官能团，就能提高生物炭表面的活性官能团以及提高生物炭表面的活性位点。所以过氧化氢改性生物炭能够提高对二甲双胍的吸附效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种吸附容量大、成本低、制备简单且对环境无污染的去除废水中二甲双胍的方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法，所述方法包括以下步骤：取一定量的盐酸二甲双胍浓度废水，将一定量的过氧化氢改性生物炭吸附剂添加到废水中，在恒温振荡器中振荡吸附，反应完后静置沉淀或者过滤分离，完成对废水中盐酸二甲双胍的去除。
上述技术方案中，所述过氧化氢改性生物炭吸附剂由以下步骤制得：
(1)将得到的水花生生物质用超纯水冲洗干净，然后在80℃的条件下烘干至恒重；
(2)将烘干的水花生生物质打磨碎，放入管式炉中，300℃条件下通N2，烧1～2h，即得到水花生生物炭。把得到的生物炭用超纯水洗涤2～3次，80℃烘干，研磨，过150目筛；
(3)取5g的水花生生物炭在50ml15％的过氧化氢溶液中溶解，将悬浮液放入恒温振荡箱，在25℃条件下振荡5h。然后过滤，用超纯水洗至中性，80℃烘干，研磨，过150目筛，即得到所需的过氧化氢改性水花生生物炭；
上述制备方法中，制备的顺序为先制备水花生生物炭，再制备过氧化氢改性生物炭。
本发明还提供一种上述的利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法，包括以下步骤：向含浓度为0.05～3.2mmol/L的盐酸二甲双胍废水中加入该改性生物炭材料，改性生物炭使用量为0.1～1g/L，在25～45℃下振荡吸附反应一段时间后，沉淀或过滤将改性生物炭与废水分离，完成对二甲双胍的去除。
上述应用中，所述吸附反应的pH值优选为1～12；
上述应用中，所述吸附反应时间优选为1～48小时；
上述技术方案中，所述恒温振荡器转速优选为100～160转/分钟。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明的过氧化氢改性水花生生物炭，具有比表面积大、孔隙容量大、孔径尺寸小、表面官能基团多且易与盐酸二甲双胍结合的特点，且吸附效率高，具有环境友好性，为医药二甲双胍废水的治理提出了新方法。
2.原材料来源丰富，成本低，且其制备方法和工艺简单，能够有效实现工业化生产；
3.本发明的过氧化氢改性水花生生物炭对盐酸二甲双胍的去除效率高，处理工艺简单且易于操作。
附图说明
图1为本发明实施例2的pH对过氧化氢改性水花生生物炭材料吸附盐酸二甲双胍的影响图；
图2为本发明实施例4的吸附时间对过氧化氢改性水花生生物炭材料吸附盐酸二甲双胍的影响图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
一种本发明所述的过氧化氢改性水花生生物炭材料，该改性生物炭材料由以下方法制备：
(1)将得到的水花生生物质用超纯水冲洗干净，然后在80℃的条件下烘干至恒重；
(2)将烘干的水花生生物质打磨碎，放入管式炉中，300℃条件下通N2，烧1～2h，即得到水花生生物炭。把得到的生物炭用超纯水洗涤2～3次，80℃烘干，研磨，过150目筛；
(3)取5g的水花生生物炭在50ml15％的过氧化氢溶液中溶解，将悬浮液放入恒温振荡箱，在25℃条件下振荡5h。然后过滤，用超纯水洗至中性，80℃烘干，研磨，过150目筛，即得到所需的过氧化氢改性水花生生物炭；
实施例2：
将实施例1制备的过氧化氢改性水花生生物炭材料应用于盐酸二甲双胍废水的处理，包括以下步骤：配置8份0.5mmol/L的盐酸二甲双胍溶液，用1mol/L的NaOH和HCl调节pH分别为1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11和12。加入上述过氧化氢改性水花生生物炭材料，吸附剂用量为0.1g/L。分别置于25℃恒温振荡中。水浴恒温振荡器转速为160rpm，振荡时间为24h。反应结束后，置于滤纸上过滤或静止沉淀取上层溶液，从溶液中分离吸附剂，吸附过程结束。用高效液相色谱测定废水中未被吸附的盐酸二甲双胍的含量，计算的吸附量结果见表1。
表1：不同pH值对过氧化氢改性水花生生物炭材料去除废水中盐酸二甲双胍的影响
由表1可知，不同pH条件对吸附影响很大。pH较低时不利于吸附剂对盐酸二甲双胍的去除，pH为3时吸附量达到最大值，随着pH升高，吸附量逐渐下降。(该实施例中的盐酸二甲双胍溶液理论吸附最大值是250μmol/g)
实施例3：
将实施例1制备的过氧化氢改性水花生生物炭材料应用于盐酸二甲双胍废水的处理，包括以下步骤：取50mL初始浓度为0.5mmol/L的盐酸二甲双胍溶液，调节溶液的pH值为3.0，加入实施例1制得的过氧化氢改性水花生生物炭材料，该改性材料的用量为0.1g/L，分别在25、35和45℃的恒温水浴振荡器进行吸附反应，水浴恒温振荡器的转速为160rpm，24小时后取出置于滤纸上过滤或静止沉淀取上层溶液，从溶液中分离吸附剂，吸附过程结束，用高效液相色谱法测定废水中未被吸附的盐酸二甲双胍的含量，计算的吸附量结果见表2。
表2：不同温度条件下过氧化氢改性水花生生物炭材料对盐酸二甲双胍的吸附量数据
由表2可知，在反应温度为25℃的条件下该改性生物炭对盐酸二甲双胍的吸附量为115μmol/g，并随初始温度的增加而增加，在温度为45℃时吸附量达到142.5μmol/g。(该实施例中的盐酸二甲双胍溶液理论吸附最大值是250μmol/g)
实施例4：
将实施例1制备的过氧化氢改性水花生生物炭材料应用于盐酸二甲双胍废水的处理，包括以下步骤：取50mL初始浓度为0.5mmol/L的盐酸二甲双胍溶液，调节溶液的pH值为3.0，加入实施例1制得的过氧化氢改性水花生生物炭材料，该吸附剂的用量为0.1g/L，在25℃恒温水浴振荡器进行振荡吸附反应，转速为160rpm，吸附反应开始15、30、60、120、240、360、480、720、1080和1440分钟后取出置于滤纸上过滤或静止沉淀取上层溶液，从溶液中分离吸附剂，吸附过程结束，用高效液相色谱法测定各样品中未被吸附的盐酸二甲双胍的含量，计算的吸附量结果见表3。
表3：不同反应时间下过氧化氢改性水花生生物炭材料对盐酸二甲双胍的吸附量数据
由表3可知，随着时间的增长，该改性生物炭对盐酸二甲双胍的吸附量逐渐增大，在24小时后增长缓慢，基本达到吸附平衡。(该实施例中的盐酸二甲双胍溶液理论吸附最大值是250μmol/g)
实施例4：
将实施例1制备的过氧化氢改性水花生生物炭材料应用于盐酸二甲双胍废水的处理，包括以下步骤：取四个初始浓度分别为0.05、0.1、0.2和0.5mmol/L的盐酸二甲双胍溶液，调节溶液的pH值为3.0，加入实施例1制得的过氧化氢改性水花生生物炭材料，该改性生物炭的用量为0.1g/L，在25℃恒温水浴振荡器进行振荡吸附反应，水浴恒温振荡器的转速为160rpm，24小时后取出置于滤纸上过滤或静止沉淀取上层溶液，从溶液中分离吸附剂，吸附过程结束，用高效液相色谱法测定废水中未被吸附的盐酸二甲双胍的含量，计算的吸附量结果见表4。
表4：不同反应初始浓度下过氧化氢改性水花生生物炭材料对盐酸二甲双胍的吸附量数据
由表4可知，在初始浓度为0.05mmol/L的条件下该改性生物炭对盐酸二甲双胍的吸附量为16.5μmol/g，并随初始浓度增加而增加，初始浓度为0.5mmol/L时吸附量达到115μmol/g。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，与本发明构思无实质性差异的各种工艺方案均在本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法，所述方法包括以下步骤：向含浓度为0.05～3.2mmol/L的盐酸二甲双胍废水中加入该改性材料，改性材料使用量为0.1～1g/L，调节pH值为1～12，在反应温度为25～45℃的恒温水浴振荡器中，控制振荡器转速为100～160转/分钟，振荡反应1～48h，反应结束后置于滤纸上过滤或静止沉淀取上层溶液，从溶液中分离吸附剂，完成对盐酸二甲双胍的去除；所述过氧化氢改性水花生生物炭是通过以下步骤制备得到：(1)将得到的水花生生物质用超纯水冲洗干净，然后在80℃的条件下烘干至恒重；
(2)将(1)中烘干的水花生生物质打磨碎，放入管式炉中，300℃条件下通N2，烧1～2h，即得到水花生生物炭，把得到的生物炭用超纯水洗涤2～3次，80℃烘干，研磨，过150目筛；
(3)取5g(2)中的水花生生物炭在50mL15％的过氧化氢溶液中溶解，将悬浮液放入恒温振荡箱，在25℃条件下振荡5h，然后过滤，用超纯水洗至中性，80℃烘干，研磨，过150目筛，即得到所需的过氧化氢改性水花生生物炭。
2.根据权利要求1所述的利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法，其特征在于：所述废水中盐酸二甲双胍的浓度控制在0.05～3.2mmol/L。
3.根据权利要求1所述的利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法，其特征在于：所述吸附反应的pH值为1～12。
4.根据权利要求1所述的利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法，其特征在于：所述吸附反应温度为25～45℃。
CN201610129828.6A 2016-03-08 2016-03-08 利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法 Expired - Fee Related CN105561925B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610129828.6A CN105561925B (zh) 2016-03-08 2016-03-08 利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610129828.6A CN105561925B (zh) 2016-03-08 2016-03-08 利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105561925A CN105561925A (zh) 2016-05-11
CN105561925B true CN105561925B (zh) 2017-12-08

Family

ID=55872881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610129828.6A Expired - Fee Related CN105561925B (zh) 2016-03-08 2016-03-08 利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105561925B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107056719B (zh) * 2017-06-03 2020-04-24 寿光富康制药有限公司 一种对盐酸二甲双胍生产固体废弃物进行回收利用的方法
CN106995224A (zh) * 2017-06-09 2017-08-01 环境保护部华南环境科学研究所 一种去除水中抗生素的方法
CN108946855A (zh) * 2018-06-21 2018-12-07 文华学院 一种稻壳基生物质炭对苯酚废水的吸附方法
CN112473652B (zh) * 2020-10-30 2021-07-30 三峡大学 过氧化氢改性含过渡金属生物炭的制备方法及其应用
CN113231031A (zh) * 2021-06-29 2021-08-10 东北农业大学 一种城市园林废弃物制备高吸附性能生物炭的方法及其产品和应用
CN113943068A (zh) * 2021-11-30 2022-01-18 江苏同禾药业有限公司 盐酸二甲双胍成产废水的处理方法
CN115873605A (zh) * 2022-10-25 2023-03-31 塔里木大学 一种壳聚糖生物炭炭基保水材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10361872A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-01 Atc Dr. Mann E.K. Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen zur Dekontamination von mit ökologisch relevanten Arzneimitteln belasteten Wässern
CN103990430B (zh) * 2014-04-25 2016-02-10 重庆文理学院 一种碧根果壳/高粱秸秆生物碳及其制备方法
CN104689788A (zh) * 2015-03-12 2015-06-10 中国科学院地球化学研究所 一种提高土壤/水体中铵态氮吸附能力的生物炭改性方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105561925A (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105561925B (zh) 利用过氧化氢改性水花生生物炭去除水中盐酸二甲双胍的方法
CN105236507B (zh) 利用β‑环糊精壳聚糖与核桃壳生物炭复合的吸附剂去除废水中的六价铬的方法
CN110237818B (zh) 一种氮硫共掺杂生物炭的制备方法和应用
CN110586046A (zh) 一种处理废水中重金属镉的有机改性生物炭的制备方法
CN104445816B (zh) 一种处理高浓度氨氮养猪沼液的方法
CN103084138B (zh) 微通道注射辅助法制备二氧化锆微球作为吸附富集有机磷农药的应用
CN107445163A (zh) 一种抑菌活性炭的制备方法
CN107398252A (zh) 利用柠檬渣和镁渣一步法制备MgO/炭复合型吸附材料的方法
CN109110863A (zh) 利用化学活化/微波消解活化生物炭材料去除水体中强力霉素的方法
CN112225212A (zh) 一种石墨化层级多孔炭的制备方法
CN109225163A (zh) 一种复合型磁性微藻生物吸附剂及其吸附废水中镉的方法
RU2562984C1 (ru) Способ получения активного угля из растительного сырья - соломы крестоцветных масличных культур
CN114082404A (zh) 一种基于槟榔废弃物生物炭材料及其制备方法与应用
CN110124618B (zh) 一种水滑石-植物纤维素复合小球及其制备方法与应用
CN113457623B (zh) 一种利用银镱改性生物炭吸附水中抗生素的方法
CN108786723A (zh) 利用活化蒙脱石生物炭复合材料去除水体中雌激素的方法
CN104275159A (zh) 一种改性澳洲坚果壳吸附剂的制备方法
CN107619341A (zh) 一种基于贝壳的炭基肥制备方法和制备系统
CN104826608B (zh) 一种利用氨基保护—改性—释放法制备的多孔壳聚糖凝胶球降解废水中橙黄ii的方法
CN103301811A (zh) 一种生物质炭吸附剂的制备方法及其处理含油废水的方法
CN109133247A (zh) 一种高效去除水体中二氯喹啉酸污染物的方法
CN102363118A (zh) 一种脱除水产调味品中重金属铅的方法及吸附剂
CN107670651A (zh) 污泥基生物质水热炭吸附剂去除水中头孢他啶抗生素的方法
CN101318731A (zh) 利用磁性生物吸附剂去除工业废水中铅的方法
CN115178235A (zh) 一种改性生物炭高效吸附去除水体中Cr（Ⅵ）的方法

Legal Events

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

Granted publication date: 20171208

Termination date: 20190308