[发明专利]改性贻贝壳对亚甲基蓝的吸附应用

说明书

本发明提出了一种改性贻贝壳的制备方法，包括以下步骤：S1.磁性纳米粒子的制备；S2.贻贝壳的前处理；S3.磁性贻贝壳的制备：将磁性纳米粒子和氨水分别加入到去离子水中，升温至反应温度后滴加硅烷偶联剂，加入贻贝壳粉反应，降至室温，磁铁分离，待用；S4.改性贻贝壳的制备：将乳酸、硅烷偶联剂和磁性贻贝壳加入到去离子水中，均匀搅拌，缓慢滴加催化剂溶液，室温搅拌反应，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，磁性分离，干燥，研细，制得改性贻贝壳。改性贻贝壳对于亚甲基蓝有较好的吸附性能，改性条件简单、操作方便，有较强的可操作性。利用废弃贻贝外壳作为原料，具有良好的环境效益并可产生较好的经济效益。

技术领域

本发明涉及印染污水处理技术领域，具体涉及一种改性贻贝壳及其制备方法和对亚甲基蓝的吸附应用。

背景技术

随着我国印染业的快速发展，印染业的废水排放量已占我国工业废水排放量的35％。由于印染废水的成分复杂、色度大、浓度高，还有各种亲水性的直接染料、酸性染料以及疏水性的还原染料等，大大加重了印染废水的脱色处理的难度。目前，对于印染废水的处理方法工业上常用的主要有絮凝沉淀、氧化、吸附、生物降解等方法。相对于其它处理方法，吸附法具有成本低、效率高、简单易操作并对有毒物质不敏感等优点，成为印染废水的主要处理方法。目前，用于吸附染料废水的吸附剂有活性炭、沸石、黏土、硅胶等。寻找成本更为廉价、吸附性优良的吸附材料成为研究者关注的热点。

亚甲基蓝，又称次甲基蓝、亚甲蓝、次甲蓝、美蓝、品蓝、甲烯蓝、瑞士蓝，国际非专利药品名称为methylthioninium chloride。是一种芳香杂环化合物。被用作化学指示剂、染料、生物染色剂和药物使用。亚甲蓝的水溶液在氧化性环境中蓝色，但遇锌、氨水等还原剂会被还原成无色形态。

发明内容

本发明提供一种改性贻贝壳及其制备方法和对亚甲基蓝的吸附应用，其目的在于，提供一种改性贻贝壳，通过将聚乳酸或植酸分子通过硅烷偶联剂与经高温碳化后的贻贝壳粉连接，不仅经高温碳化后的贻贝壳粉具有疏松的多孔结构，其具有类似活性炭的较高的表面积，从而具有良好的染料吸附性能，同时，聚乳酸分子、植酸分子上含有较多负电中心、羧基等，对于亚甲基蓝正电分子具有良好的静电吸附、氢键作用，更加提高对亚甲基蓝的吸附作用。

本发明提供一种改性贻贝壳的制备方法，包括以下步骤：

S1.磁性纳米粒子的制备：在氮气氛中将六水氯化铁和四水氯化亚铁，升温到反应温度后滴加氨水，氮气保护下恒温反应2-5h，降至室温，将合成的磁性纳米粒子用去离子水洗涤三次，磁铁分离，待用；

S2.贻贝壳的前处理：将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细，备用；

S3.磁性贻贝壳的制备：将磁性纳米粒子和氨水分别加入到去离子水中，升温至反应温度后滴加硅烷偶联剂，氮气保护恒温反应3-6h，加入贻贝壳粉，继续反应2-3h，降至室温，将合成的磁性贻贝壳用去离子水洗涤三次，磁铁分离，待用；

S4.改性贻贝壳的制备：将乳酸、硅烷偶联剂和磁性贻贝壳加入到去离子水中，均匀搅拌20-30min，缓慢滴加催化剂溶液，室温搅拌反应6-12h，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，磁性分离，80℃干燥6-9h，研细，制得改性贻贝壳。

优选地，所述催化剂选自三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸铜、氧化锌、氧化锡或氧化亚锡中的一种。

作为本发明进一步的改进，步骤S1中所述反应温度为50-60℃，所述六水氯化铁和四水氯化亚铁的质量比为1：(2-3)；所述氨水的质量分数为20-24％；所述六水氯化铁和氨水的质量体积比为1：(10-30)。