[发明专利]一种镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种镁氮掺杂的低共熔溶剂基木质素吸附材料及其制备方法和应用。镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料的制备方法，包括以下步骤：胺化低共熔溶剂基木质素与含镁化合物混合反应，得到镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料，其中胺化低共熔溶剂基木质素与含镁化合物的固液比为1g：(50～200mL)；混合反应的温度为60～100℃，时间为4～9h；所述胺化低共熔溶剂基木质素的氮含量为1.05～2.04％。本发明制备的镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料利用静电吸引力吸附废水中的亚甲基蓝等阳离子染料，镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素对亚甲基蓝的吸附容量为198mg/g。

技术领域

本发明涉及一种生物质资源的高效利用技术领域，更具体地，涉及一种镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

近些年来，有机染料在塑料、橡胶、皮革制品和美容行业等各个领域广泛使用，然而，含有有机染料污水的随意排放会导致严重的环境污染。有机染料中的亚甲基蓝是一种常见的阳离子染料，亚甲基蓝在水体中浓度过高，会影响水的色度、浊度等性质。

现有技术已经对有机染料废水处理相关技术进行了大量的研究，目前主要的废水处理方法有沉降、絮凝、氧化、电化学、膜过滤和吸附等。然而，这些方法大多数都需要特殊的设备和维护，存在废水处理效率低、材料使用后再生费用高、材料难以承受二次污染等缺陷，因此这些方法的应用受到限制。废水处理方法中的吸附以其方便、高效、低成本和环保等特点在众多方法中脱颖而出，被公认为有机染料废水有效处理的关键技术。活性炭作为传统的吸附剂通常用于各种废水处理，然而，活性炭具有成本高和再生困难的缺陷和不足。不断涌现的生物质吸附剂，因其丰富的资源和绿色营销理念而引起了人们的浓厚兴趣。

目前，大部分木质素作为工业副产品被燃烧发电，这带来了巨大的资源浪费和严重的空气污染。木质素是自然界中唯一具有芳香环结构的天然生物聚合物，是取之不尽用之不竭的可再生资源的典范。木质素富含酚类羟基、羧基和羰基等含氧官能团，为染料提供了无数的结合位点，因此木质素被认为是一种有效的天然染料吸附剂。

现有技术CN111269274A提供了一种含双酮结构的木质素降解产物的制备方法，其以木质素为原料，以低共熔溶剂为反应溶剂，得到的含双酮结构的木质素降解产物，用于阴离子染料的吸附。然而，其制备的低共熔溶剂基木质素在水中的zeta电位为-17.73，低共熔溶剂基木质素在水中的负电荷较少，因此与阳离子染料产生静电吸附作用较小，从而阳离子染料的吸附容量较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有低共熔溶剂基木质素在水中的zeta电位较低，低共熔溶剂基木质素在水中的负电荷较少，与阳离子染料产生静电吸附作用较小，因此对阳离子有机染料吸附性能有待于进一步改善的缺陷和不足，提供一种镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料的制备方法。

本发明的目的是提供一种镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料。

本发明的又一目的是提供一种镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料在吸附阳离子有机染料中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

胺化低共熔溶剂基木质素与含镁化合物混合反应，得到镁氮掺杂低共熔溶剂基木质素吸附材料，

其中胺化低共熔溶剂基木质素与含镁化合物的固液比为1g：(50～200mL)；

混合反应的温度为60～100℃，时间为4～9h；

所述胺化低共熔溶剂基木质素的氮含量为1.05～2.04％。