[发明专利]丁二酸酐修饰野生芦苇秆吸附剂及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于水污染控制技术领域，具体涉及丁二酸酐修饰野生芦苇秸秆新型吸附剂的制备方法及应用。

背景技术

印染废水是一类COD高，色度高，生化性差，排放量大而又难以治理的工业废水之一，其中脱色是治理的关键。2007年，全国染料、有机颜料产量合计95.32万吨，染料生产过程中大约有10～15％的染料会直接随废水排入环境中产生大量的染料废水，对环境和身体健康产生重大隐患。工业上处理染料废水的方法有：吸附法、化学凝聚法、氧化法、过滤法和生物处理法。其中，吸附的方法处理污水，具有操作方便，设备简单，高效且成本低廉，吸附剂能够再生循环利用等特点。本研究选用的修饰芦苇秸秆新型吸附剂，正是对吸附法处理废水研究领域的一个拓展。

芦苇是一种适应性广、抗逆性强、生物量高的植物，世界各地均有生长。芦苇中除了含有必须的各种高营养氨基酸、粗蛋白以及碳水化合物以外，纤维素含量较高，是适宜作为生物物质吸附剂的原料之一。纤维素与许多高分子物质有很好的亲合力，因而表现出了一定的吸附性能，其结构中含有的木质素、纤维素及半纤维素本身可以作为活性基团应用于废水处理，但因其吸附性能较低而使其应用受限。目前，应用丁二酸酐修饰野生芦苇秸秆作为吸附剂用于处理废水还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作工艺简单、成本低廉的用丁二酸酐修饰的野生芦苇秸秆新型吸附剂及其制备方法和应用，提高野生芦苇秸秆的吸附性能，增强其利用效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：丁二酸酐修饰野生芦苇杆吸附剂，其为下述制备方法所得产物，包括有以下步骤：

1）取2.0g芦苇秸秆粉末加入到圆底烧瓶中，再加入精确称量的3.0g丁二酸酐，以40mL吡啶作为溶剂，在120℃的恒温油浴条件下用空气冷凝管冷凝回流5h，冷却后用布氏漏斗抽滤，再分别用蒸馏水和体积分数为95%乙醇交替冲洗干净，放进鼓风干燥箱内，在60℃下干燥24h，置于干燥器中备用；

2）将步骤1）所得芦苇秸秆在饱和碳酸氢钠溶液中搅拌0.5h，然后用布氏漏斗抽滤，分别用蒸馏水和体积分数95%乙醇交替冲洗干净，继续在60℃温度下干燥24h，装入袋中，置于干燥器中储存。

所述的丁二酸酐修饰野生芦苇杆吸附剂的制备方法，包括有以下步骤：

1）取2.0g芦苇秸秆粉末加入到圆底烧瓶中，再加入精确称量的3.0g丁二酸酐，以40mL吡啶作为溶剂，在120℃的恒温油浴条件下用空气冷凝管冷凝回流5h，冷却后用布氏漏斗抽滤，再分别用蒸馏水和体积分数为95%乙醇交替冲洗干净，放进鼓风干燥箱内，在60℃下干燥24h，置于干燥器中备用；

2）将步骤1）所得芦苇秸秆在饱和碳酸氢钠溶液中搅拌0.5h，然后用布氏漏斗抽滤，分别用蒸馏水和体积分数95%乙醇交替冲洗干净，继续在60℃温度下干燥24h，装入袋中，置于干燥器中储存。

丁二酸酐修饰野生芦苇杆吸附剂在工业染料废水或含有金属离子镉废水或含有金属离子铅废水中作为吸附剂的应用。

按上述方案，所述的工业染料废水为结晶紫染料废水或亚甲基蓝染料废水。

按上述方案，应用方法为：称取0.01-0.10g丁二酸酐修饰野生芦苇杆吸附剂，加入到浓度为100-1000mg L^-1的结晶紫或亚甲基蓝染料废水中，以酸或碱调节pH值为2-10.00后，置于15-70℃的水浴振荡器上震荡1-24小时，离心分离测定上清液中结晶紫的浓度，根据吸附前后水中结晶紫或亚甲基蓝的浓度差，确定其对水中结晶紫或亚甲基蓝的吸附效果。

按上述方案，调节pH值的碱为氢氧化钠，酸为盐酸。

按上述方案，水浴恒温振荡器的震荡速率为50-300rpm。

本发明所采用的野生芦苇种植分布广泛，适应性强，材料易得且价格低廉，其秸秆组织结构中含有大量的纤维素及半纤维素等成分，可以用多官能团小分子丁二酸酐对其表面进行表面修饰，增加秸秆对阳离子染料、金属离子等污染物的吸附性能。该发明的化学修饰方法简单，反应装置易得，操作方法易行，所得到的新型吸附材料对阳离子染料、金属离子等具有较好的吸附性能。本发明为芦苇秸秆的综合利用提供较好的方法，具有一定的应用前景。

附图说明

图1为野生芦苇秸秆的扫描电子显微镜图（×4000）。

具体实施方式

下面通过具体实施例来进一步说明本发明，而不是限制本发明的范围。

实施例1

丁二酸酐修饰野生芦苇杆吸附剂的制备方法，包括有以下步骤：