[发明专利]一种玉米基生物质多孔炭及其对印染废水中亚甲基蓝的去除方法

说明书

一种玉米基生物质多孔炭及其对印染废水中亚甲基蓝的去除方法，属于废水处理技术领域。本发明结合蒸汽爆炸法和高温活化法制备玉米基生物质多孔炭，玉米基生物质多孔炭含有大量微孔和较高比较面积，对印染废水中亚甲基蓝的去除效果极佳。上述一种玉米基生物质多孔炭及其对印染废水中亚甲基蓝的去除方法，其玉米基生物质多孔炭含有大量微孔，微孔率可达90％，具有较高比较面积，高达1489m²/g；对亚甲基蓝的去除效果最优能达到99.90％，饱和吸附量可达158.7mg/g。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体为一种玉米基生物质多孔炭及其对印染废水中亚甲基蓝的去除方法。

背景技术

我国是一个纺织印染大国，用水量大，废水排放量也大。纺织印染废水的高排放和重污染已成为制约我国纺织印染行业可持续发展的素。染料是指能使其他物质着色的一类有机化合物，通常其颜色鲜明，附着在材料上牢固而不易脱落，其种类繁多。如若印染废水直接排放，对环境危害大。会使受纳水体的自净调节功能受到破坏，水体产生富营养化，而且由于色度高，会使其水体透光率降低，其溶解氧的减少，毒害在水体中存活的的动物、植物及微生物，最终影响到生态系统中食物链网，导致生态系统遭到破坏。尤其是萘系、蒽系及酚类染料，它们对环境有极大危害的，可通过生物积累作用，最终导致致癌、致畸、致突变效应。目前，对于染料废水的处理方法主要有化学法(化学沉淀法、氧化还原法、中和法和电化学法等)，物理法(吸附法、溶剂萃取法、膜分离法和磁分离法等)，生物法(好氧处理法，厌氧处理法)等，其中吸附法由于设备简单，操作方便，性能优异而被广泛应用。

近年来，生物质炭材料，尤其是多孔炭材料，由于具有电导率高、酸碱及水热稳定性强、比表面积大和孔结构发达等特点，作为吸附剂用于废水处理。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种玉米基生物质多孔炭及其对印染废水中亚甲基蓝的去除方法的技术方案，其玉米基生物质多孔炭含有大量微孔，微孔率可达90％，具有较高比较面积，高达1489m²/g；对亚甲基蓝的去除效果最优能达到99.90％，饱和吸附量可达158.7mg/g。玉米基生物质多孔炭在环境领域的应用具有重要意义，继续开发和利用生物质资源来制备生物质炭，可以为其进一步的拓展应用提供重要参考和理论依据。

所述的一种玉米基生物质多孔炭，其特征在于采用以下方法制备：

1)预处理：称取玉米粒于密封容器中，加热加压至0.7-1.5MPa，加热温度为200-250℃，玉米粒爆裂形成爆米花；

2)碳化过程：将爆米花置于在氮气保护下，350-450℃加热0.5-1.5h，形成未活化生物质炭；

3)活化过程：取未活化生物质炭，以KOH为活化剂，调变不同C:K比例进行预处理，未活化生物质炭：KOH的质量比为1:1-2，将样品转移至管式炉内，氮气下活化0.8-1.5h；用盐酸去除无机杂质，水洗至中性，干燥后得到玉米基生物质多孔炭。

所述的一种玉米基生物质多孔炭，其特征在于步骤1)中：加热温度为220-230℃，加压至1-1.2MPa。

所述的一种玉米基生物质多孔炭，其特征在于步骤2)中：碳化加热温度为400-420℃，加热时间为1-1.2h。

所述的一种玉米基生物质多孔炭，其特征在于步骤3)中：未活化生物质炭：KOH的质量比为1:1.2-1.8，优选1:1.5-1.6，活化时间为1-1.3h。

所述的一种玉米基生物质多孔炭对印染废水中亚甲基蓝的去除方法，其特征在于包括以下步骤：将玉米基生物质多孔炭投入到含亚甲基蓝的印染废水中进行吸附处理，印染废水中亚甲基蓝的初始浓度为3-8mg/L，50ml的印染废水中玉米基生物质多孔炭的投加量为3-8mg，pH值为3-8，温度为20℃-30℃，吸附时间25-35min。