[发明专利]农业废弃物阴离子吸附剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业废弃物深加工制备的阴离子吸附剂及其应用，属于化学及环境技术 领域。

背景技术

农业秸秆是一种具有多种用途的可再生生物资源。我国是一个农业大国，农副产品十分 丰富，品种多数量大。据有关部门统计，我国农作物秸秆总产量超过7亿吨，但是，秸秆的 利用率在我国却很低仅占5％左右。农作物收获后，为保证土地的再次耕种，大量的农作物 秸秆被烧掉，既浪费了大量的自然资源，又对环境造成了污染。目前，国外已对一些农业废弃 物如甘蔗渣、花生壳、苹果渣、锯末、椰子壳、香蕉皮等改性制备成离子吸附剂。在我国， 麦草秸秆占我国农作物秸秆总产量15.2％，约1.06亿吨，是一种资源丰富的农业废弃物。 其主要成分为：纤维素32.1％，半纤维素29.2％，木质素16.4％，灰分4.8％，其它成分17.5％。 用来制备阴离子型吸附剂的主成分是其中的纤维素、木质素等活性成分。

目前，我国水资源受到了不同程度的污染，且有不断加剧的趋势。我国年污水排放达600 亿吨，其中80％以上未经处理或处理直接排放，严重污染了江河、湖泊和沿海海域的水质。 在污水总排放量中，工业污水约占60％左右，工业污水的防治已成为水污染防治的首要任务。 染料废水，其水量大、有机物含量高、色度深，是一种常见的难处理的工业废水。目前，工 业生产中染料废水的去除方法主要有絮凝、化学氧化、膜分离和活性炭吸附等，但这些技术 因效率低、成本高、或使用后需再生等原因，其广泛应用受到限制。其中活性染料，作为一 种典型的阴离子染料，用传统的处理方法更难以处理。

目前关于胺盐阴离子吸附剂的研究报道，参见岳文文，王宇，高宝玉等.改性麦草秸秆 对水中磷酸根吸附效果的研究[J].环境科学学报，2006.26(12)：1983-1986.Anew procedure to produce lignocellulosic anion exchangers from agricultural waste materials[J].Bioresource Technology 83(2002)195-198.但对于常温条件下麦草秸秆阴离子吸附剂制备工艺并应用于染 料废水的处理，目前国内未见文献报道。在国外文献数据库中，目前未见相关文献报道。

发明内容

本发明针对现有技术中麦草秸秆胺盐阴离子吸附剂制备温度高、设备复杂、有机物用量 大造成的二次污染等问题，提供一种常温下制备的，二次污染小，具有良好贮存稳定性和吸 附效果的麦草秸秆阴离子吸附剂。

本发明还提供该阴离子吸附剂的应用，用所述的阴离子吸附剂处理含有阴离子染料废水 的方法。

本发明中的农业废弃物包括麦草秸秆、玉米秸秆和稻草秸秆。

本发明的技术方案如下：

一种农业废弃物阴离子吸附剂，以农业废弃物秸秆、环氧氯丙烷和二甲胺为主要原料， 按下述步骤制备：

(1)粉碎的40-100目秸秆10-15g，加入150-250mL的浓度15wt％NaOH，常温下搅拌 反应1-1.5h；加入50-100ml环氧氯丙烷，在28-32℃下搅拌反应3-3.5h；将产物用去离子水 清洗，60℃真空干燥10-12h。

(2)将干燥后的产物加入质量百分浓度为40wt％的二甲胺溶液100-120mL，28-32℃下 搅拌反应4.5-5.5h；将终产物用去离子水清洗，在60℃真空干燥10-12h，得麦草秸秆阴离子 吸附剂。

上述农业废弃物秸秆优选麦草秸秆。

上述步骤(1)中的秸秆预制方法优选如下：将麦草秸秆剪断成长度8-10cm的段，水洗涤 除去泥土和灰尘。洗净后，在自然条件下风干或在105℃下烘干20-24h；将风干或烘干的麦 草秸秆粉碎，过筛，留取40-100目备用。

本发明农业废弃物阴离子吸附剂作为水处理药剂在含有阴离子染料废水治理中的应用。

上述的农业废弃物阴离子吸附剂的应用，方法如下：

在室温，140r/min的振速下，用酸或碱调节废水pH≤7.0，加入本发明的阴离子吸附剂， 使吸附剂与染料废水的固液比≥0.4g/L，振荡时间不少于30min，过滤，分离出阴离子吸附剂。