CN114887595A - 一种利用绣球菌菌渣制备的染料吸附剂及制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用绣球菌菌渣制备的染料吸附剂及制备方法与应用，其中制备方法包括如下步骤：S1.酸碱法抽提；S2.次氯酸钠法处理；S3.冷冻干燥；制备得到的染料吸附剂应用在染料废水处理中。本发明制备得到的染料吸附剂对几种染料废水在常温下，0.5h的平均去除率高达80％以上，最高脱色率达到96％以上，大大提高了染料废水的处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种利用绣球菌菌渣制备的染料吸附剂及制备方法与应用。
背景技术
随着染料和印染工业的迅猛发展，染料的种类和数量不断增加。在染料生产和使用过程中，大约有10％–20％的染料随废水排放出去。一般通过对废水进行预脱色，除去色度深、毒性大的染料分子，然后再进行生化处理。吸附法因不会引入新的污染物、能耗低而倍受关注。不少研究者致力于开发廉价易得、吸附性能优良的新型吸附剂。
绣球菌菌渣是提取多糖后重要副产物，废弃绣球菌菌渣的资源丰富。同时，这种用于多糖提取的绣球菌是绣球菌子实体的根部，商品价值低廉。绣球菌细胞壁富含葡聚糖、几丁质等组分，含有大量-OH、-COOH、-NH2、C＝O、C-N、P＝O、-SH、S＝O等官能团，这些官能团赋予了绣球菌菌渣一定的生物吸附性能，使其作为生物吸附剂成为可能。因此，利用提取多糖后绣球菌菌渣开发高效低成本染料吸附剂，是提高其附加值的资源化、经济化途径，扩大其应用范围，同时避免了二次污染，具有重大的现实意义和应用价值。然而，仅仅利用未经处理的绣球菌菌渣直接处理染料废水，其吸附效率非常低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用绣球菌菌渣制备的染料吸附剂及制备方法与应用，制备得到的染料吸附剂大大提高了染料废水的处理效率。
所采用的技术方案为：
本发明的一种利用绣球菌菌渣制备染料吸附剂的方法，包括如下步骤：
S1.酸碱法抽提：将提取绣球菌多糖后的绣球菌菌渣烘干，粉碎；取绣球菌菌渣粉与HCl溶液混合，放置，不时搅拌，然后过滤，沉淀物用水洗至中性；再离心得到沉淀物；然后将此沉淀物与NaOH溶液混合，放置，不时搅拌，然后过滤，沉淀物用水洗至中性，再离心得到湿度为80-85％的沉淀物；
S2.次氯酸钠法处理：将湿度为80-85％的沉淀物与次氯酸钠溶液混合、充分悬浮，静置；混合液过滤后，沉淀物用水洗至中性，备用；
S3.冷冻干燥：将步骤S2处理过的沉淀物冷冻干燥至含水量低于9％，得到染料吸附剂。
进一步地，S1中，取绣球菌菌渣粉与4vol％HCl溶液按质量体积比1g∶10-20mL比例混合。
进一步地，S1中，将盐酸处理后的沉淀物与6vol％NaOH溶液按质量体积1g∶5-10mL比例混合。
进一步地，S2中，将湿度为80-85％的沉淀物与30vol％的次氯酸钠溶液按质量体积1g∶3-6mL比例混合。
进一步地，S1中，将提取绣球菌多糖后的菌渣80-85℃烘干，粉碎、过60目筛网。
一种染料吸附剂，其是通过上述利用绣球菌菌渣制备染料吸附剂的方法制备得到的。
上述的染料吸附剂在染料废水处理中的应用。
本发明的一种染料废水的处理方法，包括如下步骤：将所述的染料吸附剂在搅拌状态下加入含染料的废水中，在常温下，pH自然条件下进行吸附反应；然后固液分离，得到处理出水。
进一步地，所述的染料吸附剂在搅拌状态下加入含染料的废水中，所述染料吸附剂的用量与染料废水的比为2-10mg/mL，染料浓度为6.25-50mg/L。
进一步地，pH自然条件下进行吸附反应，反应30-60min后固液分离，得到处理出水。
本发明的有益效果在于：
提取绣球菌多糖后的绣球菌菌渣是实验室提取多糖后的副产品，本是农业废弃物。本发明利用农业废弃物即提取多糖后的绣球菌菌渣为原材料，经过酸碱等一系列步骤处理，制得具有优异的染料吸附性能的染料吸附剂，较大提高了其对染料废水中的染料的去除率。
对染料废水中染料的平均去除率高达80％以上，最高脱色率达到96％以上，而未经过处理的原料对染料吸附效果较差。优异的吸附性能使本发明制得的染料吸附剂可用于印染行业的染料废水吸附脱色。
本发明的染料废水处理方法通过采用本发明的制备方法制得的染料吸附剂，处理方法简单，不需调节pH，不需调节反应温度，在室温下进行即可。本发明的制备方法制得的染料吸附剂成本低廉，效益好，用于处理染料废水，实现“以废治废”的目的。
本发明所述室温为20～30℃。
附图说明
图1为本发明处理前后的染料吸附剂的形态图。
图2为本发明处理前后的染料吸附剂的放大500倍后的形态图。
图3为本发明的染料吸附剂对实施例2的染料的脱色率的曲线图。
图4为本发明的染料吸附剂对实施例3的染料的脱色率的曲线图。
图5为本发明的染料吸附剂对实施例4的染料的脱色率的曲线图。
图6为本发明的染料吸附剂对实施例5的染料的脱色率的曲线图。
其中图3中，刚果红浓度50mg/L；图4中，亚甲基蓝浓度12.5mg/L；图5中，孔雀石绿浓度6.5mg/L；图6中，结晶紫浓度6.5mg/L。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
一种利用绣球菌菌渣制备染料吸附剂的方法，包括如下步骤：
(1)酸碱法抽提：将提取绣球菌多糖后的菌渣80℃烘干，粉碎、过60目筛网；取菌渣粉30g与500mL 4％HCL溶液混合，室温放置，不时搅拌，12h后过滤，沉淀物用水洗至中性；离心得到沉淀物约140g，与800mL6％NaOH溶液混合，室温放置，不时搅拌，3h后过滤，沉淀物用水洗至中性，离心得到湿度为80-85％的沉淀物约120g；
(2)次氯酸钠法处理：将湿度为80-85％的120g沉淀物与500mL30％的次氯酸钠溶液混合、充分悬浮，室温静置1-2h；混合液过滤后，沉淀物用水洗至中性，备用；
(3)冷冻干燥：将处理过的沉淀物冷冻干燥至含水量低于9％，得到吸附剂约20g。
处理前后的染料吸附剂的处理吸附剂的形态参见图1和图2所示。处理前即为提取绣球菌多糖后的粉末的绣球菌菌渣；处理后即经过酸碱法抽提、次氯酸钠法处理和冷冻干燥处理后的染料吸附剂。
实施例2
分别取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0g处理前后的染料吸附剂，边搅拌边加入到100mL浓度为50mg/L的刚果红染料的废水中，在常温下，吸附0.5h。采用离心方法进行固液分离，得到处理出水。处理前后的吸附剂对刚果红染料清除率最高分别为86.0％和96.2％。
所述染料生物吸附剂的制备方法同实施例1。处理前后的染料吸附剂对染料的脱色率的曲线图参见图3所示。
实施例3
分别取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0g处理前后的染料吸附剂，边搅拌边加入到100mL浓度为12.5mg/L的亚甲基蓝染料的废水中，在常温下，吸附0.5h。采用离心方法进行固液分离，得到处理出水。处理前后的吸附剂对亚甲基蓝染料清除率最高分别为64.3％和80.0％。
所述染料生物吸附剂的制备方法同实施例1。处理前后的染料吸附剂对染料的脱色率的曲线图参见图4所示。
实施例4
分别取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0g处理前后的染料吸附剂，边搅拌边加入到100mL浓度为6.25mg/L的孔雀石绿染料的废水中，在常温下，吸附0.5h。采用离心方法进行固液分离，得到处理出水。处理前后的吸附剂对孔雀石绿染料清除率最高分别为71.5％和86.4％。
所述染料生物吸附剂的制备方法同实施例1。处理前后的染料吸附剂对染料的脱色率的曲线图参见图5所示。
实施例5
分别取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0g处理前后的染料吸附剂，边搅拌边加入到100mL浓度为6.25mg/L的结晶紫染料的废水中，在常温下，吸附0.5h。采用离心方法进行固液分离，得到处理出水。处理前后的吸附剂对结晶紫染料清除率最高分别为77.8％和90.1％。
所述染料生物吸附剂的制备方法同实施例1。处理前后的染料吸附剂对染料的脱色率的曲线图参见图6所示。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用绣球菌菌渣制备染料吸附剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.酸碱法抽提：将提取绣球菌多糖后的绣球菌菌渣烘干，粉碎；取绣球菌菌渣粉与HCl溶液混合，放置，不时搅拌，然后过滤，沉淀物用水洗至中性；再离心得到沉淀物；然后将此沉淀物与NaOH溶液混合，放置，不时搅拌，然后过滤，沉淀物用水洗至中性，再离心得到湿度为80-85％的沉淀物；
S2.次氯酸钠法处理：将湿度为80-85％的沉淀物与次氯酸钠溶液混合、充分悬浮，静置；混合液过滤后，沉淀物用水洗至中性，备用；
S3.冷冻干燥：将步骤S2处理过的沉淀物冷冻干燥至含水量低于9％，得到染料吸附剂。
2.根据权要求1所述的利用绣球菌菌渣制备染料吸附剂的方法，其特征在于，S1中，取绣球菌菌渣粉与4vol％HCl溶液按质量体积比1g∶10-20mL比例混合。
3.根据权利要求1所述的利用绣球菌菌渣制备染料吸附剂的方法，其特征在于，S1中，将盐酸处理后的沉淀物与6vol％NaOH溶液按质量体积1g∶5-10mL比例混合。
4.根据权利要求1所述的利用绣球菌菌渣制备染料吸附剂的方法，其特征在于，S2中，将湿度为80-85％的沉淀物与30vol％的次氯酸钠溶液按质量体积1g∶3-6mL比例混合。
5.根据权利要求1所述的利用绣球菌菌渣制备染料吸附剂的方法，其特征在于，S1中，将提取绣球菌多糖后的菌渣80-85℃烘干，粉碎、过60目筛网。
6.一种染料吸附剂，其特征在于，其是通过权利要求1-5任一所述的方法制备得到的。
7.权利要求6所述的染料吸附剂在染料废水处理中的应用。
8.一种染料废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求6所述的染料吸附剂在搅拌状态下加入含染料的废水中，在常温下，pH自然条件下进行吸附反应；然后固液分离，得到处理出水。
9.根据权利要求8所述的染料废水的处理方法，其特征在于，所述的染料吸附剂在搅拌状态下加入含染料的废水中，所述染料吸附剂的用量与染料废水的比为2-10mg/mL，染料浓度为6.25-50mg/L。
10.根据权利要求8所述的染料废水的处理方法，其特征在于，pH自然条件下进行吸附反应，反应30-60min后固液分离，得到处理出水。
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|---|---|---|---|---|
| CN103848927A (zh) * | 2012-12-05 | 2014-06-11 | 浙江省农业科学院 | 利用提取多糖后的金针菇菌渣制备β-甲壳素的方法 |
| CN105174354A (zh) * | 2015-10-12 | 2015-12-23 | 南阳师范学院 | 一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法 |
| CN106268681A (zh) * | 2016-10-12 | 2017-01-04 | 厦门大学嘉庚学院 | 一种利用虾蟹壳制备环境友好型染料吸附剂的方法 |
| CN106745454A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 武汉工程大学 | 一种利用金针菇菇渣处理染料废水的方法 |
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2022
- 2022-04-29 CN CN202210467748.7A patent/CN114887595A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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