[发明专利]一种吸附废水中孔雀石绿的多孔碳材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附废水中孔雀石绿的多孔碳材料的制备方法，具体涉及一种利用麦壳为原料经化学活化制备多孔碳，以此多孔碳为吸附剂去除染料废水中孔雀石绿的新方法。

背景技术

近年来，随着工业化进程的不断加快，环境污染问题也越来越严重。在纺织印染行业中，染料废水排放量逐年增大。染料废水色度高、成分复杂，毒性大，且有毒物质容易在环境中累积，进入到水体中会给水生生物带来极大的威胁，甚至影响人体健康。孔雀石绿是一种合成的有毒的三苯甲院类化合物，既是染料又是一种杀菌剂，被广泛的用作食品染色剂、食品添加剂、杀菌剂、驱虫剂和水产业的生物杀灭剂，同时作为一种碱性染料，可用于丝绸、羊毛、黄麻、皮革、棉、造纸和塑胶等。然而，孔雀石绿对哺乳动物细胞具有高毒性，很难被微生物降解，并可引发肝癌。对人体而言，如果吸入会刺激呼吸道，误食会刺激肠胃，皮肤接触会出现红点疼痛，眼部接触会导致永久性眼部损伤。孔雀石绿在很多国家已经禁用，由于其致癌性，但部分渔民在防治鱼类感染真菌及在长途贩运中延长鱼类的存活时间中仍然在使用，处理孔雀石绿的方法有很多，例如物理法、化学法、生物法等，其中吸附法就属于物理法中的一种，多采用活性炭为吸附剂，不过活性炭成本较高，因此开发以价格低廉的生物质为原料制备较好吸附性能的多孔碳材料具有一定的社会意义。

专利CN103058310A公开了一种以钢渣和焦炭的混合物为吸附剂处理孔雀石绿染料废水的方法。专利CN104338516A公开了一种利用生物吸附剂去除废水中孔雀石绿染料的方法。专利CN104402105A公开了一种降解孔雀石绿的方法，具体涉及向孔雀石绿溶液中加入双氧水和亚硝酸钠，反应一定时间，将废水中孔雀石绿进行氧化处理。专利CN104403969A公开了一种可降解孔雀石绿的过氧化物酶的制备方法。而以麦壳为原料制备用于吸附废水中孔雀石绿的多孔碳材料还未见报道。因此采用价格相对低廉的生物质作制备具有吸附性能的多孔碳具有重要的研究意义。

本发明是以麦壳为原料，将其粉碎，在一定条件下进行活化处理，制备一种高效吸附废水中孔雀石绿的多孔碳材料，此种材料对于孔雀石绿具有较好的吸附性能。

发明内容

本发明提供一种利用麦壳制备吸附染料废水中孔雀石绿的多孔碳材料的新方法。

本发明首先将麦壳烘干、粉碎，将粉碎后的麦壳与活化剂按质量比1∶2～5(Kg/Kg)混合，将其在400℃下反应0.5小时，600～900℃下活化反应1小时，固体过滤、洗涤、干燥得到多孔碳材料。将不同条件下制备的一定量的多孔碳在室温下与一定量300～500mg/L的孔雀石绿溶液混合，调节pH值为6.5，吸附时间为30～240分钟的条件下进行吸附测定。

本发明的特征在于：所用活化剂为氢氧化钾和氢氧化钠。

具体实施方式

实施例1：将麦壳烘干、粉碎，将粉碎后的麦壳与氢氧化钾按质量比1∶4(Kg/Kg)混合，将其在400℃下反应0.5小时，800℃下活化反应1小时，固体过滤、洗涤、干燥得到多孔碳材料。将制备的0.02g多孔碳在室温下与500mg/L的20mL孔雀石绿溶液混合，调节pH值为6.5，吸附时间为200分钟的条件下进行吸附测定，得到孔雀石绿的吸附量为453mg/g。

实施例2：改变活化温度为850℃，其他条件同实施例1，制备出的多孔碳对孔雀石绿吸附量为419mg/g。

实施例3：改变麦壳与氢氧化钾按质量比1∶3(Kg/Kg)混合，其他条件同实施例1，制备出的多孔碳对孔雀石绿吸附量为407mg/g。

实施例4：改变孔雀石绿的初始浓度为400mg/L，其他条件同实施例1，制备出的多孔碳对孔雀石绿吸附量为368mg/g。

实施例5：改变孔雀石绿的吸附时间为60分钟，其他条件同实施例1，制备出的多孔碳对孔雀石绿吸附量为403mg/g。

实施例6：将粉碎后的麦壳与氢氧化钠按质量比1∶3(Kg/Kg)混合，将其在400℃下反应0.5小时，700℃下活化反应1小时，固体过滤、洗涤、干燥得到多孔碳材料。将制备的0.02g多孔碳在室温下与500mg/L的20mL的孔雀石绿溶液混合，调节pH值为6.5，吸附时间为200分钟的条件下进行吸附测定，得到孔雀石绿的最大吸附量为422mg/g。

实施例7：改变活化温度为800℃，其他条件同实施例6，制备出的多孔碳对孔雀石绿吸附量为389mg/g。

实施例8：改变麦壳与氢氧化钠的质量比1∶4(Kg/Kg)混合，其他条件同实施例6，制备出的多孔碳对孔雀石绿吸附量为401mg/g。