[发明专利]一种亚甲基蓝染料吸附剂及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明属于染料吸附技术领域，特别涉及一种桂圆壳染料吸附剂及吸附水中亚甲基蓝染料的方法。

背景技术

纺织、造纸、印刷、医药、化妆品等行业的迅速发展促进了染料的大量使用，据不完全统计，目前使用的染料就有10万种之多，然而，约有10～15%的染料在其制备和使用过程中被释放到环境中。这些染料都是有机物，进入水体后阻碍水体透光性，减缓水生植物的光合作用和生长，降低水中气体的溶解，破坏水生生态系统；同时，染料颜色鲜艳，溶入水中、土壤、大气或者生活环境中，给人造成感官上的污染，此外，许多染料被怀疑具有致癌、致突变和毒性，因此，染料废水的治理工作受到了人们的广泛关注；亚甲基蓝是一种广泛应用的阳离子染料，又称碱性染料和盐基染料，主要用于腈纶纤维染色，其造成的废水污染具有强度高、色光鲜艳、难降解等去除难点，是染料废水中常见污染物之一。

目前，处理染料废水的方法有物理法、化学法和生物法，具体包括吸附、混凝/絮凝、氧化、臭氧化、膜过滤、电浮选法、电动凝结、电化学破坏、离子交换、辐射、沉淀和生物处理等过程，这些方法可以成功实现废水脱色的工业化，但其操作都比较复杂，还可能造成二次污染；吸附法是利用吸附剂对液体或气体中某组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂上，从而实现混合物中该组分分离的过程，吸附法具有不用或少用有机溶剂，操作安全简便，无二次污染等优点，因此受到广泛关注；常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、分子筛、大网状树脂等，但是这些吸附剂不是价格昂贵，就是吸附性能不理想，因而无法实现大规模工业应用；近年来，不少科研工作者开始利用价格低廉的天然材料制备染料吸附剂，例如稻壳(SafaY,BhattiHN.KineticandthermodynamicmodelingfortheremovalofDirectRed-31andDirectOrange-26dyesfromaqueoussolutionsbyricehusk[J].Desalination,2011:272-13.)、甘蔗渣(KhattriSD,SinghMK.Colourremovalfromdyewastewaterusingsugarcanedustasanadsorbent[J].AdsorptionScience&Technology,1999,17:269–82.)、树皮(McKayG,PorterJF,PrasadGR.Theremovalofdyecoloursfromaqueoussolutionsbyadsorptiononlow-costmaterials[J].WaterAirandSoilPollution,1999,114:423–38.)、花生壳(李杰.花生壳对水中染料吸附性能的研究[D].郑州大学,硕士论文,2011.)、桔皮(NamasivayamC,MuniasamyN,GayatriK,RaniM,RanganathanK.Removalofdyesfromaqueoussolutionsbycellulosicwasteorangepeel[J].BioresourceTechnology,1996,57:37–43.)等；但是，目前报道的大多数天然吸附剂吸附染料的效果一般，部分的天然吸附剂还需进一步化学改性才能获得更好的吸附性能，例如ThangamaniKS等人用浓H₂SO₄和NaHCO₃处理丝棉壳废弃物得到了改性丝棉壳(ThangamaniKS,SathishkumarM,SameenaY,VennilamaniN,KadirveluK,PattabhiS,YunSE.Utilizationofmodifiedsilkcottonhullwasteasanadsorbentfortheremovaloftextiledye(reactiveblueMR)fromaqueoussolution[J].BioresourceTechnology,2007,98:1265–1269.)，Elizalde-GonzalezMP等人通过磷酸和几种不同的胺改性了玉米芯，并用于吸附实验(Elizalde-GonzalezMP,MattuschJ,WennrichR.Chemicallymodifiedmaizecobswastewithenhancedadsorptionpropertiesuponmethylorangeandarsenic[J].BioresourceTechnology,2008,99:5134–5139)，这些改性过程增加了吸附成本，也使操作步骤更为繁杂；因此，在环保意识日益增强的今天，发展与寻求绿色高性价比的天然染料吸附剂具有重要意义。