[发明专利]芭蕉芋渣生物吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物吸附剂领域，特别涉及一种以芭蕉芋渣为原料的生物吸附剂的制备方法。该生物吸附剂可应用于金属离子废水、染料废水的去除。

背景技术

近年来，随着国民经济的发展与人们对环保问题的日趋重视，对电镀废水、印染废水、制革废水中的金属离子和染料的深度处理已越来越重视。常用的化学法、离子交换法、微生物法等处理方法处理高浓度金属离子溶液和高浓度染料废水时，效果较好，但在对低浓度的金属离子和印染废水的深度处理方面，存在着工艺复杂、成本较高等问题。需求高性价比的金属离子或印染废水深度处理剂已成为迫切解决的问题。利用生物吸附剂处理含金属离子废水和含染料废水引起人们极大的兴趣。

芭蕉芋是美人蕉科美人蕉属的多年生单子叶草本植物，主产于我国南部省区。目前，芭蕉芋主要被用来生产淀粉，随着政府的大力支持，芭蕉芋已被广泛种植，产量巨大。芭蕉芋渣为芭蕉芋提取淀粉后剩余的残渣，这些废渣除少部分被加工成饲料外，绝大部分被当作废物扔掉，不仅造成了资源的巨大浪费，而且严重污染了当地的环境。因此回收利用废渣可以提高芭蕉芋种植的附加值，具有良好的经济效益。

我们首次报道了直接利用芭蕉芋渣对亚甲基蓝的吸附研究，但未改性的芭蕉芋渣对亚甲基蓝的最大吸附量只能达到185mg/g，从而限制了在工业水处理中的推广应用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提出了一种既可以吸附金属离子又可以吸附染料的新型生物吸附剂。

为了实现上述目的，本发明采用了下列的技术方案：

(1)将芭蕉芋渣洗净，晾干或烘干；

(2)将干燥的芭蕉芋渣粉碎，过20目筛，得芭蕉芋渣粉；

(3)将芭蕉芋渣粉于浓度为0.02～2M的酸溶液中改性，芭蕉芋渣粉与酸的质量比为1∶2～20，温度为20℃～120℃；改性时间为1小时～8小时；芭蕉芋渣粉与酸溶液的最佳质量比为1∶5。

(4)将改性后的芭蕉芋渣粉用水洗涤，30℃～120℃条件下烘干，粉碎后过200目筛即本发明的生物吸附剂。

本发明中改性所使用的酸是指柠檬酸、丁二酸、乙酸、乙二酸、磷酸、硫酸或硝酸。

用本发明提出的芭蕉芋渣生物吸附剂的制备方法可以得到芭蕉芋渣生物吸附剂。本发明的芭蕉芋渣生物吸附剂与未改性的芭蕉芋渣相比，对亚甲基蓝的吸附量更高，最大吸附量可以达到375mg/g，而且可以有效吸附金属离子。经过改性处理，吸附剂的强度也增加。

本发明的吸附剂与现有技术相比，具有如下的优点：

(1)本发明利用废弃物芭蕉芋渣为制备原料，来源广泛，价格低廉；有利于芭蕉芋渣的综合利用，减少废物的排放。

(2)本发明制备工艺简单，成本较低，吸附容量大。

(3)本发明反应条件温和易于控制，改性步骤简单，工艺设备少，易于操作。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。

本发明对金属离子吸附容量的测算方法如下：将0.1g吸附剂加入到50ml含金属离子的溶液中，25℃条件下振荡24h(吸附平衡)后，测定溶液中金属离子浓度，依下式计算吸附容量。

Q_e＝(C₀-C_e)V/W(mg/g)

其中：Q_e为吸附容量；C₀为吸附前金属离子浓度(mg/L)；C_e为吸附平衡后金属离子的浓度(mg/L)；W为吸附剂干重(g)；V为金属离子溶液的体积(L)。

本发明对亚甲基蓝吸附容量的测算方法如下：将0.1g吸附剂加入到50ml的亚甲基蓝溶液中，25℃条件下振荡24h(吸附平衡)后，测定溶液中亚甲基蓝浓度，依下式计算吸附容量。

Q_e＝(C₀-C_e)V/W(mg/g)

其中：Q_e为吸附容量；C₀为吸附前亚甲基蓝浓度(mg/L)；C_e为吸附平衡后亚甲基蓝的浓度(mg/L)；W为吸附剂干重(g)；V为亚甲基蓝溶液的体积(L)。

实施例1

(1)芭蕉芋渣洗净，过滤，85℃条件下烘干。将干燥的芭蕉芋渣用粉碎机粉碎，过20目筛，备用；

(2)将10g芭蕉芋渣粉末加入到50ml浓度为1M的磷酸溶液中，以1∶3的质量比混合浸泡，30℃条件下浸泡时间5h；过滤，用水洗涤至中性。在105℃下干燥，粉碎后过200目筛即本发明的生物吸附剂。