CN111229179A - 一种木质素基阴离子染料吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种木质素基阴离子染料吸附剂及其制备方法和应用,该制备方法包括以下步骤:将木质素、聚乙烯亚胺依次溶于碱性溶液中,搅拌均匀后,在微波辅助下,在1‑3分钟内升温至50‑120℃,进行反应,得到黑色溶液,将黑色溶液逐滴滴入反向溶剂中,搅拌10‑120分钟,随后静置6‑72小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗至pH值呈中性,并进行干燥,得到木质素基阴离子染料吸附剂。本发明通过使用不会对环境、人体造成毒害的反向溶剂对木质素、聚乙烯亚胺进行再生得到木质素基阴离子染料吸附剂,再生过程时间短,所得到的木质素基阴离子染料吸附剂容易洗脱且纯度高。
Description
技术领域
本发明属于生物质资源高值化利用领域,具体涉及一种木质素基阴离子染料吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
木质素是自然界中一种丰富的、可再生的天然芳香族高分子化合物,在自然界的产量仅次于纤维素。由于植物种类、生长条件、提取方法等不同,分离的木质素结构也存在很大的差别,其中,以结构表征为目的而分离的木质素称为原本木质素,工业水平分离的木质素称为工业木质素。造纸黑液是工业木质素的主要来源,全球每年产量约为七千万吨。但在实际的工业生产中,由于生物质原料来源广泛、生产工艺复杂,在各种化学试剂的剧烈反应下,木质素的结构发生了严重改变且不均一,因此,仅有2%的工业木质素得到了很好的利用,而大部分回收的木质素被用来燃烧发电。这不仅造成了资源的极大浪费,也对环境造成了破坏,因此,需要寻找一条可以有效利用木质素的途径以代替燃烧利用。
我国作为一个工业制造大国,每年在印染领域的废水排放量约为30亿立方米左右。染料废水被认为是极难处理的污染物之一,由于其具有易扩散的特点,没有经过处理的印染废水直接排放进自然界中会造成大面积的水体污染。染料根据来源分为天然染料和人工合成染料,其中人工合成染料具有产量高、种类多、色泽鲜艳、耐洗、耐晒等优点,在实际生活中被广泛应用。根据染料在水溶液中所呈现的离子状态不同可分为阴离子型染料(酸性染料)、阳离子型染料(碱性染料)和中性染料,其中阴离子染料主要用在蛋白纤维材质的染整上。染料废水污染不但影响到了水生生物的生存环境,同时也影响到了陆生生物的健康,为了解决染料对水体的污染,近年来国内外也提出了很多方法,例如电化学法、光催化法、生物氧化法、离子交换、电渗析、电解、浮选、泡沫分离、膜分离、吸附法等。其中吸附法作为一种原材料来源广泛、操作简单、吸附量大的方法而备受关注,成为了近年来染料废水治理的主流方法之一。聚乙烯亚胺作为目前已知的具有最高电荷密度的阳离子聚合物,其分子链上含有大量的伯、仲、叔胺基官能团,在将聚乙烯亚胺固定在木质素表面后,可以以离子交换、静电、螯合和配位等多种方式结合废水中的污染物,用于工业废水的处理。木质素与聚乙烯亚胺的连接需通过甲醛、戊二醛等醛类物质进行化学交联,在这一过程中,醛类物质会对环境造成二次污染。因此,需要通过改变木质素与聚乙烯亚胺之间的连接方式,避免醛类交联剂的使用。木质素作为吸附剂载体,聚乙烯亚胺作为接枝物提供阳离子电荷,在微波辐射诱导作用下,木质素和聚乙烯亚胺产生自由基,随后在反向溶剂中,通过自由基聚合及静电自组装原理得到木质素基阴离子染料吸附剂。本发明制备的木质素基阴离子染料吸附剂在较短时间内对阴离子型染料具有较大的吸附能力,可有效减少吸附剂用量并缩短吸附时间,且性质稳定,在实现木质素高值化利用的同时,可有效改善染料废水对环境的污染。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种木质素基阴离子染料吸附剂及其制备方法和应用。该制备方法操作简单,且使用的碱性溶液、反向溶剂不会对环境、人体造成毒害。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的:
依据本发明提出的一种木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
将木质素、聚乙烯亚胺依次溶于碱性溶液中,搅拌均匀后,在微波辅助下,在1-3分钟内升温至50-120℃,进行反应,得到黑色溶液,将黑色溶液逐滴滴入反向溶剂中,搅拌10-120分钟,随后静置6-72小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗至pH值呈中性,并进行干燥,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现:
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述制备方法包括以下步骤:
将木质素、聚乙烯亚胺依次溶于碱性溶液中,于200-1000rpm下搅拌均匀后,在微波辅助下,在1.5分钟内升温至50-90℃,进行反应10-60分钟,得到黑色溶液,将黑色溶液逐滴滴入有机溶剂中,于200-1000rpm下搅拌10-60分钟,随后静置12-48小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗1-20次至pH值呈中性,并进行冷冻干燥,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述制备方法包括以下步骤:
将质量比为1.0:0.2-5.0的木质素、聚乙烯亚胺依次溶于pH值为10.0-13.0的碱性溶液中,于300-600rpm下搅拌均匀后,在微波辅助下,在1.5分钟内升温至50-90℃,进行反应10-40分钟,得到黑色溶液,将黑色溶液以0.1-1.0L/h的滴加速率逐滴滴入有机溶剂中,于300-600rpm下搅拌10-60分钟,随后静置12-48小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗6-10次至pH值呈中性,并冷冻干燥24-72小时,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述木质素为工业木质素;较优选的,所述木质素选自碱木质素、木质素磺酸盐、预水解液木质素、有机溶剂木质素和全溶木质素中的至少一种;更优选的,所述木质素为碱木质素及木质素磺酸盐。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述木质素与聚乙烯亚胺的质量比为1.0:0.5-2.0。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述有机溶剂选自无水乙醇、异丙醇、四氢呋喃和丙酮中的至少一种;较优选的,所述有机溶剂为无水乙醇或异丙醇。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述碱性溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液、氢氧化铝溶液和氢氧化钡溶液中的至少一种;较优选的,所述碱性溶液选自氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述碱性溶液的pH值为11.5-13.0。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述微波的功率不大于660w;更优选的,所述微波的功率不大于200w。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述滴加速率为0.2L/h。
优选的,前述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其中所述冷冻干燥的时间为36小时。
依据本发明提出的一种木质素基阴离子染料吸附剂,所述的木质素基阴离子染料吸附剂可通过上述任一项所述的方法制备,木质素基阴离子染料吸附剂Zeta电位为24.2mV,比表面积为1.66m2 g-1。
依据本发明提出的一种木质素基阴离子染料吸附剂在染料废水处理中的应用。
优选的,前述的应用,其中所述染料为阴离子染料;更优选的,所述染料为氨基黑10B或活性红120。
优选的,前述的应用,其中所述木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的去除率达到56.5%-99.1%,对活性红120的去除率达到50.8-98.5%。
本发明所述的制备方法中,木质素作为吸附剂载体,聚乙烯亚胺作为接枝物提供阳离子电荷,在微波辐射诱导作用下,木质素和聚乙烯亚胺产生自由基,随后在反向溶剂中,通过自由基聚合及静电自组装原理得到木质素基阴离子染料吸附剂。本发明制备的木质素基阴离子染料吸附剂在较短时间内对阴离子型染料具有较大的吸附能力,可有效减少吸附剂用量并缩短吸附时间,且性质稳定,在实现木质素高值化利用的同时,可有效改善染料废水对环境的污染。
借由上述技术方案,本发明至少具有下列优点:
(1)与传统的曼尼希反应相比,本发明通过微波辅助法制备木质素基阴离子染料吸附剂可以有效避免醛类的使用,避免了对环境造成二次污染。
(2)本发明所使用的原料木质素为工业木质素,Zeta电位为-40.7mV,比表面积为1.99m2 g-1,来源广泛且成本低廉,有利于实现废弃质素的高值化利用。
(3)本发明通过使用不会对环境、人体造成毒害的反向溶剂对木质素、聚乙烯亚胺进行再生得到木质素基阴离子染料吸附剂,再生过程时间短,所得到的木质素基阴离子染料吸附剂容易洗脱且纯度高。
(4)本发明的木质素基阴离子染料吸附剂保存时间长(保存三个月后去除率依旧很高),避免了见光失效或吸水失效等问题。
(5)本发明的木质素基阴离子染料吸附剂对阴离子染料的去除效果好、见效快、吸附效率高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1A为本发明碱木质素的SEM图;
图1B为本发明木质素基阴离子染料吸附剂的SEM图;
图2为本发明碱木质素及木质素基阴离子染料吸附剂的红外光谱图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例,对依据本发明提出的一种木质素基阴离子染料吸附剂及其制备方法其具体实施方式、特征及其性能,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
本发明实施例提出了一种木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
将木质素、聚乙烯亚胺依次溶于碱性溶液中,搅拌均匀后,在微波辅助下,在1-3分钟内升温至50-120℃,进行反应,得到黑色溶液,将黑色溶液逐滴滴入反向溶剂中,搅拌10-120分钟,随后静置6-72小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗至pH值呈中性,并进行干燥,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
上述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法包括以下步骤:
将木质素、聚乙烯亚胺依次溶于碱性溶液中,于200-1000rpm下搅拌均匀后,在微波辅助下,在1.5分钟内升温至50-90℃,进行反应10-60分钟,得到黑色溶液,将黑色溶液逐滴滴入有机溶剂中,于200-1000rpm下搅拌10-60分钟,随后静置12-48小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗1-20次至pH值呈中性,并进行冷冻干燥,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
上述木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法包括以下步骤:
将质量比为1.0:0.2-5.0的木质素、聚乙烯亚胺依次溶于pH值为10.0-13.0的碱性溶液中,于300-600rpm下搅拌均匀后,在微波辅助下,在1.5分钟内升温至50-90℃,进行反应10-40分钟,得到黑色溶液,将黑色溶液以0.1-1.0L/h的滴加速率逐滴滴入有机溶剂中,于300-600rpm下搅拌10-60分钟,随后静置12-48小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗6-10次至pH值呈中性,并冷冻干燥24-72小时,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
上述木质素为工业木质素,其大部分是造纸等产业的废弃物,选作原料,可以实现废物再利用的目的;所述木质素可以选自碱木质素、木质素磺酸盐、预水解液木质素、有机溶剂木质素和全溶木质素中的至少一种;一般情况下,所述木质素为碱木质素或木质素磺酸盐,其比较常见,易得。
上述木质素与聚乙烯亚胺的质量比为1.0:0.5-2.0。
上述有机溶剂可以选自无水乙醇、异丙醇、四氢呋喃和丙酮中的至少一种,这是由于在反向溶剂中,木质素和聚乙烯亚胺通过自由基聚合及静电自组装原理得到木质素基阴离子染料吸附剂,避免了醛类交联剂的使用,而且有利于静电自组装的进行;考虑到环保,一般情况下,所述有机溶剂选用不会对环境、人体造成毒害的无水乙醇或异丙醇。
考虑到上述木质素对碱性要求较高,上述碱性溶液选用强碱溶液,所述强碱溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液、氢氧化铝溶液和氢氧化钡溶液中的至少一种;考虑到成本问题,一般情况下选用氢氧化钠溶液及氢氧化钾溶液,其pH值为11.5-13.0。
上述微波的功率设定为不大于660w;一般情况下,所述微波的功率设定为不大于200w。
上述滴加速率设定为0.2L/h,以保证一滴滴的滴落,黑色溶液和反向溶剂直接充分接触。
上述冷冻干燥的时间设定为36小时,以保证充分冻干;若时间太短,不能保证完全冻干,若时间太长,对仪器造成损伤。
本发明利用微波辅助法对木质素进行化学改性制备木质素基阴离子染料吸附剂,通过微波辅助法诱导木质素和聚乙烯亚胺产生自由基,随后在反向溶剂中,木质素和聚乙烯亚胺通过自由基聚合及静电自组装原理得到木质素基阴离子染料吸附剂,避免了醛类交联剂的使用。使用的反向溶剂为不会对环境、人体造成毒害的溶剂,在反向溶剂中再生出来的木质素基阴离子染料吸附剂容易洗脱且纯度高,再生过程时间短。通过微波辅助法一步化学改性制备木质素基阴离子染料吸附剂,既可以实现木质素的高值化利用,又能有效改善染料废水对环境的污染。
下面以具体的实施例对本发明做进一步说明,但不作为本发明的限定。
实施例1
本实施例提供了一种木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
将质量比为1.0:1.0的碱木质素、聚乙烯亚胺依次溶于pH值为12.5的氢氧化钠溶液中,其中碱木质素与氢氧化钠溶液的固液比为10g/L,500rpm的转速下搅拌均匀后,在最大功率为200w的微波辅助下,1.5分钟升温至60℃,反应10分钟,将所得液体以0.2L/h的滴加速率逐滴滴入五倍体积的无水乙醇中,于600rpm下搅拌10分钟,随后静置48小时,并将所得固液通过离心分离,对固体进行10次清洗并冷冻干燥至含水率小于1%,得到木质素基阴离子染料吸附剂(见图1A、图1B、图2)。如图1所示,碱木质素的表面孔隙较小且相对平整,而在复合聚乙烯亚胺后,表面变得更为粗糙且层数增加,这种结构有利于其吸附效率的提高。如图2所示,碱木质素中的红外峰833cm-1,1696cm-1均出现了低波数方向移动的现象(分别移动至813cm-1,1627cm-1),这是由于木质素在与聚乙烯亚胺自组装形成木质素-聚乙烯亚胺复合物的过程中出现了强烈的π-π作用力,所以导致了红移现象的发生。
上述的木质素基阴离子染料吸附剂用于阴离子染料的吸附:将木质素基阴离子染料吸附剂、氨基黑10B溶液(100mg/L)按照固液比1:10(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡24小时,使用紫外分光光度计测量液体的吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
将室温保存三个月的木质素基阴离子染料吸附剂、氨基黑10B溶液(100mg/L)按照固液比1:10(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡24小时,使用紫外分光光度计测量液体的吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
将木质素基阴离子染料吸附剂、活性红120溶液(100mg/L)按照固液比1:10(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡24小时,使用紫外分光光度计测量液体的吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
实施例2
本实施例提供了一种木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
将质量比为1.0:0.5的木质素磺酸盐、聚乙烯亚胺依次溶于pH值为11.5的氢氧化钠溶液中,其中木质素与氢氧化钠溶液的固液比为10g/L,500rpm的转速下搅拌均匀后,在最大功率为150w的微波辅助下,1.5分钟升温至50℃,反应30分钟,将所得液体以0.2L/h的滴加速率逐滴滴入五倍体积的无水乙醇中,于600rpm下搅拌20分钟,随后静置12小时,并将所得固液通过离心分离,对固体进行10次清洗并冷冻干燥至含水率小于1%,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
上述的木质素基阴离子染料吸附剂用于阴离子染料的吸附:将木质素基阴离子染料吸附剂、氨基黑10B溶液(50mg/L)按照固液比1:5(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡25小时,使用紫外分光光度计测量液体吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
将室温保存三个月的木质素基阴离子染料吸附剂、氨基黑10B溶液(50mg/L)按照固液比1:5(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡25小时,使用紫外分光光度计测量液体吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
将木质素基阴离子染料吸附剂、活性红120溶液(50mg/L)按照固液比1:10(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡24小时,使用紫外分光光度计测量液体的吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
实施例3
本实施例提供了一种木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
将质量比为1.0:1.5的碱木质素、聚乙烯亚胺依次溶于pH值为12.0的氢氧化钾溶液中,其中碱木质素与氢氧化钾溶液的固液比为10g/L,500rpm的转速下搅拌均匀后,在最大功率为150w的微波辅助下,1.5分钟升温至80℃,反应40分钟,将所得液体以0.2L/h的滴加速率逐滴滴入五倍体积的无水乙醇中,于600rpm下搅拌60分钟,随后静置36小时,并将所得固液通过离心分离,对固体进行6次清洗并冷冻干燥至含水率小于1%,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
上述的木质素基阴离子染料吸附剂用于阴离子染料的吸附:将木质素基阴离子染料吸附剂、氨基黑10B溶液(350mg/L)按照固液比1:10(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡12小时,取上清液,使用紫外分光光度计测量液体吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
将室温保存三个月的木质素基阴离子染料吸附剂、氨基黑10B溶液(350mg/L)按照固液比1:10(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡12小时,取上清液,使用紫外分光光度计测量液体吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
将木质素基阴离子染料吸附剂、活性红120溶液(350mg/L)按照固液比1:10(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡24小时,使用紫外分光光度计测量液体的吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
实施例4
本实施例提供了一种木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
将质量比为1.0:2.0的碱木质素、聚乙烯亚胺依次溶于pH值为13.0的氢氧化钠溶液中,其中碱木质素与氢氧化钠溶液的固液比为10g/L,500rpm的转速下搅拌均匀后,在最大功率为150w的微波辅助下,1.5分钟升温至90℃,反应10分钟,将所得液体以0.2L/h的滴加速率逐滴滴入五倍体积的异丙醇中,于600rpm下搅拌60分钟,随后静置48小时,并将所得固液通过离心分离,对固体进行6次清洗并冷冻干燥至含水率小于1%,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
上述的木质素基阴离子染料吸附剂用于阴离子染料的吸附:木质素基阴离子染料吸附剂、氨基黑10B溶液(200mg/L)按照固液比1:20(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡48小时,使用紫外分光光度计测量液体吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
将室温保存三个月的木质素基阴离子染料吸附剂、氨基黑10B溶液(200mg/L)按照固液比1:20(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡48小时,使用紫外分光光度计测量液体吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
将木质素基阴离子染料吸附剂、活性红120溶液(200mg/L)按照固液比1:10(g/L)放入锥形瓶中,以150rpm的转速震荡24小时,使用紫外分光光度计测量液体的吸光度,计算得到木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的吸附能力,结果见表1。
表1木质素基阴离子染料吸附剂对阴离子染料的吸附性能
从表1的数据可以看出,本发明的木质素基阴离子染料吸附剂在较高的阴离子染料浓度下,仍然对其具有较高的去除率,说明木质素-聚乙烯亚胺复合物对阴离子染料来说是一种较为优异的吸附剂,其对氨基黑10B的饱和吸附量为2647.3mg/g,对活性红120饱和吸附量为2533.8mg/g。并且将本发明的木质素基阴离子染料保存三个月后,其对阴离子染料的去除率依旧可达97%以上,这说明本发明的木质素基阴离子染料吸附剂性质稳定,保存时间长,避免了见光失效或吸水失效等问题。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种木质素基阴离子染料吸附剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将木质素、聚乙烯亚胺依次溶于碱性溶液中,搅拌均匀后,在微波辅助下,在1-3分钟内升温至50-120℃,进行反应,得到黑色溶液,将黑色溶液逐滴滴入反向溶剂中,搅拌10-120分钟,随后静置6-72小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗至pH值呈中性,并进行干燥,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将木质素、聚乙烯亚胺依次溶于碱性溶液中,于200-1000rpm下搅拌均匀后,在微波辅助下,在1.5分钟内升温至50-90℃,进行反应10-60分钟,得到黑色溶液,将黑色溶液逐滴滴入有机溶剂中,于200-1000rpm下搅拌10-60分钟,随后静置12-48小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗1-20次至pH值呈中性,并进行冷冻干燥,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将质量比为1.0:0.2-5.0的木质素、聚乙烯亚胺依次溶于pH值为10.0-13.0的碱性溶液中,于300-600rpm下搅拌均匀后,在微波辅助下,在1.5分钟内升温至50-90℃,进行反应10-40分钟,得到黑色溶液,将黑色溶液以0.1-1.0L/h的滴加速率逐滴滴入有机溶剂中,于300-600rpm下搅拌10-60分钟,随后静置12-48小时,离心分离后得到黄棕色固体和棕红色液体,将黄棕色固体清洗6-10次至pH值呈中性,并冷冻干燥24-72小时,得到木质素基阴离子染料吸附剂。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,
所述木质素为工业木质素;
所述木质素选自碱木质素、木质素磺酸盐、预水解液木质素、有机溶剂木质素和全溶木质素中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,
所述木质素与聚乙烯亚胺的质量比为1.0:0.5-2.0。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,
所述有机溶剂选自无水乙醇、异丙醇、四氢呋喃和丙酮中的至少一种;
所述碱性溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液、氢氧化铝溶液和氢氧化钡溶液中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,
所述碱性溶液的pH值为11.5-13.0;
所述微波的最大功率不大于660w;
所述滴加速率为0.2L/h;
所述冷冻干燥的时间为36小时。
8.一种木质素基阴离子染料吸附剂,其特征在于,所述的木质素基阴离子染料吸附剂可通过权利要求1-7任一项所述的方法制备,木质素基阴离子染料吸附剂Zeta电位为24.2mV,比表面积为1.66m2g-1。
9.一种权利要求8所述的木质素基阴离子染料吸附剂在染料废水处理中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述染料为阴离子染料;所述木质素基阴离子染料吸附剂对氨基黑10B的去除率达到56.5%-99.1%,对活性红120的去除率达到50.8-98.5%。
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