CN115814748A - 以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂的制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂，是由碳酸钙和尿素制成的吸附剂。吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）混合：按质量比称取碳酸钙和尿素粉末混合均匀，得到混合料；（2）煅烧：将混合料先后进行分散和干燥后，于设定温度下煅烧一定的时间，冷却，研磨，得到吸附剂。所述吸附剂用于吸附刚果红，其步骤包括：在一定质量浓度的刚果红溶液中加入所述吸附剂，恒温吸附一段时间，然后固液分离出清液。本发明具有成本低、生产效率高、吸附效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于刚果红的处理领域，具体涉及一种刚果红染料的吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
由于现代工业化的快速发展，来自食品、纺织、皮革、塑料、化妆品、橡胶、造纸、印刷和电镀等行业的有机染料废水越来越多，未经充分处理直接排入水环境中会对环境造成巨大的污染风险。如产生明显的着色、增加水体的化学需氧量、阻碍光进入水系统并且威胁水生生态系统。其中刚果红(1-萘磺酸-3,3-(4,4-联苯双(偶氮)双氨基)二钠盐)是一种典型的联苯胺基阴离子偶氮染料，具有固有的毒性、致突变性和致癌性，对水生生物和人体都具有一定的威胁。同时刚果红染料分子具有复杂的芳香族结构，具有良好的物理化学和热光学稳定性，因而难以生物降解。染料废水往往色度高、污染物浓度大，比较难净化处理。因此，如何合理、有效地处理含刚果红废水已成为很重要和很紧迫的环境问题之一。
目前，已有多种物理和化学方法去除水体系中的刚果红染料，如过滤、吸附、离子交换、光催化、生物降解和电化学法等。其中，吸附法因其操作简便、效率高、无二次污染和吸附剂可重复使用，被认为是一种很有前途的、有效的和通用的技术。对此，我们查到申请号202210962523.9公开的一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂及制备方法和应用，使用尿素作为前驱体煅烧处理后得到均匀多孔结构g-C3N4纳米薄片，其本身具备一定的吸附能力，也可作为载体。再将W18O49纳米线原位生长在其表面，制备了纳米三维网状结构的吸附剂(在本发明中简称g-C3N4-W18O49)，并将其应用在刚果红染料废水的吸附处理过程中，对刚果红染料吸附能力非常强。其制备方法是先热聚合得到g-C3N4纳米薄片，再于170-185℃，升压2-2.5MPa，持续10-12h下再加入WCl6溶液结合。但其存在以下问题：(1)成本高：该专利中原料为WCl6和g-C3N4，若均为市场上购买，WCl6价格约为300～1079元/斤，g-C3N4价格约为23750～50000元/斤，原料成本高；若自行制备g-C3N4，需要额外建设g-C3N4生产车间，前期设备投入大。(2)效率低：在不考虑自行制备原料的情况下，该吸附剂的合成时间需要花费10～12h，刚果红染料的吸附时间需要3～4h，从该发明的实施例上统计到的刚果红的吸附率为73.028％～96.85％。从上述两个角度分析，目前的g-C3N4类刚果红吸附剂存在成本高、吸附效率低的技术问题，因此不易于工业推广。
关于碳酸钙对刚果红的吸附，我校陈燕萌老师曾在无机盐工业，第53卷第8期2021年8月公开《鸡蛋壳基多孔碳酸钙对刚果红吸附特性研究》：以废弃物鸡蛋壳为原料，以十二烷基硫酸钠为模板剂，采用模板法制成多孔碳酸钙微粒，并用扫描电镜对其进行表观形貌分析。将多孔碳酸钙微粒应用于刚果红的吸附研究，得出较佳吸附条件为：室温、多孔碳酸钙添加量为0.15g、质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL、吸附时间为7h，该条件下的吸附率约为93％。通过吸附等温模型和动力学模型分析，表明多孔碳酸钙对刚果红的吸附属于单分子层吸附，吸附动力学比较符合准二级动力学；红外光谱分析表明多孔碳酸钙对刚果红的吸附主要以物理吸附为主。由此看到，单一碳酸钙的物理吸附，仍存在吸附效率低的问题。
综上所述，目前尚未研究出一种成本低且吸附效率高的刚果红吸附剂。
发明内容
本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种成本低、生产效率高的以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂的制备方法，以及吸附效率高的刚果红吸附剂及其应用。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：
一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂，是由碳酸钙和尿素制成的吸附剂。
一种如上所述的吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合：按质量比称取碳酸钙和尿素粉末混合均匀，得到混合料；
(2)煅烧：将混合料先后进行分散和干燥后，于设定温度下煅烧一定的时间，冷却，研磨，得到吸附剂。
作为进一步的技术方案，以上所述碳酸钙和尿素的质量比为1∶(2～3)。
作为进一步的技术方案，以上所述煅烧的温度为550～600或700℃，所述煅烧的时间为1～2h或4h。
作为进一步的技术方案，以上所述煅烧的温度为600℃，所述煅烧的时间为1～2h。
作为进一步的技术方案，以上所述分散，是向所述混合料中加入去离子水，然后室温下超声分散处理。
一种如上所述的制备方法得到的吸附剂的应用，所述吸附剂用于吸附刚果红，其步骤包括：在一定质量浓度的刚果红溶液中加入所述吸附剂，恒温吸附一段时间，然后固液分离出清液。
作为进一步的技术方案，以上所述刚果红溶液的质量浓度为100～600mg/L，向每毫升刚果红溶液中添加所述吸附剂3～5mg。
作为进一步的技术方案，以上所述吸附时间不低于10min。
作为进一步的技术方案，以上所述吸附时间为10～50min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明的吸附效率高。本发明的吸附剂是将碳酸钙跟尿素混均，锻烧合成新的材料，材料中引入了-C≡N键，-C≡N键能与刚果红的生色基团发生相互作用，从而达到吸附刚果红的目的，属于化学吸附。相比于物理吸附，本发明针对100～600mg/L浓度的刚果红溶液，在短短的10～30min内吸附效率同样能达到70％以上，大大缩短了吸附时间，继而提高了吸附效率。
2、本发明的成本低。本发明以轻质碳酸钙和尿素为原料热聚合制备的吸附剂，轻质碳酸钙的市场价格约为0.24元/斤(942元/吨)；尿素市场价格为4～10元/斤，原料来源广泛，价格大大低于WCl6和g-C3N4，不需要额外原料生产车间的投入。
3、本发明的生产效率高。本发明的产品合成时间只需要1～2h，相比于现有的10～12h，大大缩短了生产时间，从而提高了产品的生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例1产品的红外光谱图；
图2为本发明实施例1产品的电镜图；
图3为纯碳酸钙产品的电镜图；
图4为刚果红标准溶液曲线图；
图5为本发明吸附剂的原料质量比对吸附效果的影响图；
图6为本发明吸附剂的煅烧温度对吸附剂效果的影响图；
图7为本发明吸附剂的煅烧时间对吸附效果的影响图；
图8为本发明刚果红溶液的初始浓度对吸附效果的影响图；
图9为本发明吸附剂的投加量对吸附效果的影响图；
图10为本发明吸附时间对吸附效果的影响图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
本实施例中用到的实验试剂为：
碳酸钙(CaCO3)、尿素(CO(NH2)2)、刚果红(CR)，均为分析纯，去离子水自制。
实施例1：
一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂的制备方法，按照碳酸钙和尿素的质量比1:2，依次称取0.5g碳酸钙和1.0g尿素放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品转移至已经在设定温度600℃的电阻箱中，并在该温度下煅烧至预定时间2h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记，以备用。
实施例2：
一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂的制备方法，按照碳酸钙和尿素的质量比1:3，依次称取0.5g碳酸钙和1.5g尿素放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品转移至已经在设定温度600℃的电阻箱中，并在该温度下煅烧至预定时间2h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记，以备用。
实施例3：
一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂的制备方法，按照碳酸钙和尿素的质量比1:2，依次称取0.5g碳酸钙和1.0g尿素放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品转移至已经在设定温度550℃的电阻箱中，并在该温度下煅烧至预定时间2h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记，以备用。
实施例4：
一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂的制备方法，按照碳酸钙和尿素的质量比1:2，依次称取0.5g碳酸钙和1.0g尿素放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品转移至已经在设定温度700℃的电阻箱中，并在该温度下煅烧至预定时间2h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记，以备用。
实施例5：
一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂的制备方法，按照碳酸钙和尿素的质量比1:2，依次称取0.5g碳酸钙和1.0g尿素放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品转移至已经在设定温度600℃的电阻箱中，并在该温度下煅烧至预定时间1h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记，以备用。
实施例6：
一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂的制备方法，按照碳酸钙和尿素的质量比1:2，依次称取0.5g碳酸钙和1.0g尿素放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品转移至已经在设定温度600℃的电阻箱中，并在该温度下煅烧至预定时间4h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记，以备用。
吸附剂的表征
使用红外光谱(FT－IR)分析复合吸附剂材料官能团；使用发射扫描电镜和透射电子显微镜进行复合吸附剂样品形貌分析；N2吸附-脱附分析检测复合吸附剂样品的比表面积。
取实施例1的复合吸附剂样品的官能团通过FT－IR获得(如图1所示)。在纯CaCO3中，1797cm-1、876cm-1和712cm-1附近的峰以及1434cm-1处的强峰归因于碳酸盐(CO3 2-)的振动带。2508cm-1的振动则是由于材料表面吸附了CO2而引起的。在CaCO3/CO(NH2)2吸附剂中，煅烧后在2081cm-1处发现一个新的归因于-C≡N基团的峰，与纯CaCO3相比，煅烧后得到的吸附剂是符合的。
实施例1的吸附剂样品形貌分析如图2所示，CaCO3/CO(NH2)2产品的表面较为粗糙；而纯碳酸钙产品(如图3所示)的形貌则是光滑的层状结构。
通过N2吸附-脱附分析检测复合吸附剂样品，测得样品比表面积为1.8267m2/g。
将实施例1～6的产品用于刚果红溶液的吸附应用中。
配制一定量质量浓度的刚果红溶液置于150mL带塞锥形瓶中，加入一定量的CaCO3/CO(NH2)2复合物，放置于恒温水浴振荡器中吸附一定的时间后取出离心10min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在波长为500mn的条件下测其吸光度，利用刚果红标准曲线方程计算溶液浓度，再根据以下公式计算刚果红的单位吸附量Q和吸附率η：
η＝(C0-C)/C0×100％
Q＝(C0-C)V/m
式中，Q为单位吸附量，mg/g；η为吸附率，％；C0为刚果红溶液初始质量浓度，mg/L；C为吸附后刚果红溶液浓度，mg/L；V为刚果红溶液体积，mL；m为吸附剂质量，g。
刚果红标准溶液曲线的绘制
准确称取刚果红标准样品0.0100g，加入少量蒸馏水溶解后转移至100mL的容量瓶中，定容至刻度，摇匀后，制得100mg/L刚果红标准溶液，以备用。
分别取5、10、15、20、25mL质量浓度为100mg/L刚果红标准溶液，分别置于1、2、3、4、5号100mL的容量瓶中，定容，摇匀，得到质量浓度分别为5、10、15、20、25mg/L的刚果红溶液。以蒸馏水作为参比，利用紫外可见光分光光度计在波长为500mn处分别测定以上不同浓度刚果红溶液的吸光度。然后以刚果红溶液的质量浓度C为横坐标、以吸光度A为纵坐标进行线性拟合，得到刚果红溶液标准曲线和线性回归方程：y＝0.011x+0.0014，R2＝0.9995，如图4所示。
应用实施例1：
取0.075g实施例1产品置于150mL带塞锥形瓶中，加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率为97.9％。
应用实施例2：
取0.075g实施例2产品置于150mL带塞锥形瓶中，加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率为94.8％。
应用实施例3：
取0.075g实施例3产品置于150mL带塞锥形瓶中，加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率为72.8％。
应用实施例4：
取0.075g实施例4产品置于150mL带塞锥形瓶中，加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率为74.3％。
应用实施例5：
取0.075g实施例5产品置于150mL带塞锥形瓶中，加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率为95.7％。
应用实施例6：
取0.075g实施例6产品置于150mL带塞锥形瓶中，加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率为94.4％。
对比实验
1)吸附剂的原料质量比对吸附效果的影响
称取0.50g碳酸钙和尿素的质量比分别为3:1、2:1、1:1的样品放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品转移至已经在设定温度600℃的电阻箱中，并在该温度下煅烧至预定时间2h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记为对比例1、对比例2和对比例3。
分别取0.075g的对比例1、对比例2和对比例3产品，分别置于150mL带塞锥形瓶中，每个瓶中加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率，然后与应用实施例1和应用实施例2的结果进行对比，如表1和图5所示。
表1
| 应用例 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 实施例1 | 实施例2 |
| 原料质量比 | 3:1 | 2:1 | 1:1 | 1:2 | 1:3 |
| 吸附率/％ | 17.7 | 18.7 | 38.3 | 97.9 | 94.8 |
由表1和图5可以看出，本发明实施例1和实施例2的碳酸钙和尿素的质量比为1:2和1:3时，产品吸附率达到90％以上，故本发明此范围内的配比选择最佳。
2)吸附剂的煅烧温度对吸附剂效果的影响
按照碳酸钙和尿素的质量比1:2，依次称取0.5g碳酸钙和1.0g尿素放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品分别转移至已经在设定温度500℃、650℃的电阻箱中，并在该温度下煅烧至预定时间2h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记为对比例4和对比例5。
分别取0.075g的对比例4和对比例5产品，分别置于150mL带塞锥形瓶中，每个瓶中加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率，然后与应用实施例1、应用实施例3和应用实施例4的结果进行对比，如表2和图6所示。
表2
| 应用例 | 对比例4 | 对比例5 | 实施例3 | 实施例1 | 实施例4 |
| 煅烧温度/℃ | 500 | 650 | 550 | 600 | 700 |
| 吸附率/％ | 23.9 | 20 | 72.8 | 97.9 | 74.3 |
由表2和图6可以看出，当温度在500～600℃时，吸附率随着温度的升高而逐渐增大，但是当温度达到650℃时，吸附率又呈悬崖式下跌，当温度继续升至700℃时，吸附率回升。因此，本发明将温度限定为550～600或700℃，可保证产品的吸附率达到70％以上，从节能的角度来说，限定温度为550～600℃即可；当温度为600℃时，产品吸附率达到97.9％，故此温度为最佳选择。
3)吸附剂的煅烧时间对吸附效果的影响
按照碳酸钙和尿素的质量比1:2，依次称取0.5g碳酸钙和1.0g尿素放置于陶瓷坩埚中，进行物理混合后，加入适量去离子水进一步分散混合溶液，然后在室温条件下超声处理20min使混合原料均匀分散，再将其超声处理后的混合物转移至电热恒温鼓风干燥箱中，在60℃的条件下干燥12h，然后再将干燥后的样品转移至已经在设定温度600℃的电阻箱中，并在该温度下分别煅烧至预定时间3h、5h，待煅烧到设定时间后取出，待温度自然下降后，将产品取出并研磨制得粉末状材料，得到CaCO3/CO(NH2)2产品，装袋标记为对比例6和对比例7。
分别取0.075g的对比例6和对比例7的产品，分别置于150mL带塞锥形瓶中，每个瓶中加入质量浓度为300mg/L的刚果红溶液25mL在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率。然后与应用实施例1、应用实施例5和应用实施例6的结果进行对比，如表3和图7所示。
表3
| 应用例 | 对比例4 | 对比例5 | 实施例5 | 实施例1 | 实施例6 |
| 煅烧时间/h | 3 | 5 | 1 | 2 | 4 |
| 吸附率/％ | 53 | 35 | 95.7 | 97.9 | 94.4 |
由表3和图7可以看出，当煅烧时间为1～2h时，吸附率随着煅烧时间的增加而逐渐增大，但是当煅烧时间为3h时，吸附率又呈悬崖式下跌，当煅烧时间延长至4h时，吸附率回升，当煅烧时间继续延长至5h时，吸附率再次下跌。因此，本发明将煅烧时间限定为1～2h或4h，可保证产品的吸附率达到90％以上，由于在1～2h内已经可以满足4h的吸附率，因此，从提高效率和节能的角度来看，限定煅烧时间为1～2h即可；当煅烧时间为2h时，产品吸附率最高，故此煅烧时间为最佳选择。
4)刚果红溶液的初始浓度对吸附效果的影响
配制刚果红溶液初始质量浓度分别为100、200、400、500、600mg/L，量取各浓度刚果红溶液25mL于150mL带塞锥形瓶中，分别加入0.075g实施例6的吸附剂样品，在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，取出离心10min中后吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率，然后与应用实施例6的结果进行对比，结果如表4和图8所示：
表4
| 刚果红溶液质量浓度/(mg/L) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
| 吸附率/％ | 96.7 | 94.6 | 94.4 | 85.3 | 73.7 | 70.6 |
由表4和图8可以看出，本发明吸附剂可以处理较宽范围浓度的刚果红溶液，在100～600mg/L的浓度范围内，均可以达到70％以上的吸附率。
5)吸附剂的投加量对吸附效果的影响
分别称取0.025、0.05、0.100、0.125实施例5的样品吸附剂置于150mL带塞锥形瓶中，再分别加入25mL质量浓度为300mg/L的刚果红溶液，在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附30min，取出离心10min中后吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率，然后与应用实施例5的结果进行对比，结果如表5和图9所示：
表5
| 投加量/g | 0.025 | 0.05 | 0.075 | 0.100 | 0.125 |
| 吸附率/％ | 22.8 | 60.8 | 95.7 | 93.4 | 94.5 |
由如表5和图9可以看出，随着吸附剂用量的增加，对刚果红的吸附率也随之增加，当吸附剂投加量为0.075g时，吸附率达到95.7％。此后继续增加吸附剂投加用量时，吸附率趋于平衡，故选择0.075g为较佳用量。
6)吸附时间对吸附效果的影响
分别称取5份0.075g实施例5的吸附剂样品置于150mL带塞锥形瓶中，再分别加入25mL质量浓度为300mg/L的刚果红溶液，在30℃的恒温水浴振荡器中恒温吸附，设置各试样吸附时间依次为10、20、40、50、60min，取出离心10min中后吸取上层清液，通过紫外可见分光光度计在500mn处测定其吸光度，并计算出对应的吸附率，然后与应用实施例5的结果进行对比，结果如表6和图10所示：
表6
| 吸附时间/min | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 吸附率/％ | 82.3 | 93.4 | 95.7 | 96.5 | 96.6 | 96 |
由表6和图10可以看出，随着吸附时间的延长，吸附剂对刚果红的吸附率呈现上升的趋势，在吸附10min时已经能达到82.3％的吸附率，在吸附30min后吸附剂对刚果红的吸附达到平衡状态，在第50min达到吸附最大量。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种以碳酸钙和尿素为原料的刚果红吸附剂，其特征在于：是由碳酸钙和尿素制成的吸附剂。
2.一种如权利要求1所述的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）混合：按质量比称取碳酸钙和尿素粉末混合均匀，得到混合料；
（2）煅烧：将混合料先后进行分散和干燥后，于设定温度下煅烧一定的时间，冷却，研磨，得到吸附剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述碳酸钙和尿素的质量比为1∶（2～3）。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述煅烧的温度为550～600或700℃，所述煅烧的时间为1～2h或4h。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述煅烧的温度为600℃，所述煅烧的时间为1～2h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述分散，是向所述混合料中加入去离子水，然后室温下超声分散处理。
7.一种如权利要求2～6中任一项所述的制备方法得到的吸附剂的应用，其特征在于，所述吸附剂用于吸附刚果红，其步骤包括：在一定质量浓度的刚果红溶液中加入所述吸附剂，恒温吸附一段时间，然后固液分离出清液。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述刚果红溶液的质量浓度为100～600mg/L，向每毫升刚果红溶液中添加所述吸附剂3～5mg。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述吸附时间不低于10min。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述吸附时间为10～50min。
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