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一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法技术

技术编号:15599343 阅读:129 留言:0更新日期:2017-06-13 23:03
本发明专利技术涉及环境、工业废弃物处理、工业污染减排等领域,具体为一种高效吸附阳离子染料(如:次甲基蓝、结晶紫等)的粉煤灰基吸附剂的制备方法。该方法具体步骤为:以粉煤灰、SiO

Preparation method of fly ash base adsorbent for highly adsorbing dye

The invention relates to the field of environmental, industrial waste treatment and industrial pollution reduction, in particular to a preparation method of a fly ash base adsorbent for efficiently adsorbing cationic dyes (such as methylene blue, crystalline violet, etc.). The concrete steps of the method are as follows: fly ash, SiO;

【技术实现步骤摘要】
一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法
本专利技术涉及环境、工业废弃物处理、工业污染减排等领域,具体为一种高效吸附阳离子染料(如:次甲基蓝、结晶紫等)的粉煤灰基吸附剂的制备方法。
技术介绍
染料废水是一类在生产染料和颜料过程中排放出的废水。由于染料废水的排放量大且排放具有间歇性,水质不稳定,属于非常难处理的工业废水。据统计,全球每年会生产超过700000吨的10000多种染料,其中20%的染料会在纺织品染色和后处理过程中不经过任何处理就被当作工业废水排出。染料的种类繁多,其中阳离子染料是一种在水溶液中易解离成带正电荷有色离子的染料。阳离子染料的水溶性好、分子量小、与水分子的结合能力强,其产生的废水成分复杂、盐分和COD含量高,呈酸性,并且色度能达到几万倍至几十万倍,难以生化降解。在处理染料废水的众多方法中,物理吸附法简便易行、占地面积小、处理效果显著。物理吸附法的核心技术是吸附剂的制备。例如,活性炭是良好的废水吸附剂,并且对阳离子染料的吸附量可观。然而受限于活性炭较高的制造成本,商业化推广阻力较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,以粉煤灰为原料,采用碱熔水热合成法合成的粉煤灰基吸附剂,对次甲基蓝、结晶紫等阳离子具有非常高效的吸附性能,工艺简单,生产成本低廉,具有高附加值,并且有利于环境保护。本专利技术的技术方案是:一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,包括如下步骤:(1)将粉煤灰与硅源、强碱按照Si/Al摩尔比=1~25、碱灰质量比0.5~2混合后,在450℃~600℃下高温焙烧1~2h,得到熟料;(2)熟料经冷却研磨干燥提纯后,按照熟料、氨水和模板剂重量比为1:1~2:0.1~0.3加入氨水和模板剂,并搅拌2~4h,使用弱酸调整混合液pH值为9~12,并继续搅拌2~8h;(3)将混合液转移至高压反应釜中,在90~130℃下晶化48~90h,经过滤、洗涤、干燥后放入高温炉中,加热至350℃~600℃焙烧3~10h,去除模板剂得到粉煤灰基吸附剂。所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,步骤(1)所述的强碱为氢氧化钾或氢氧化钠。所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,步骤(1)所述的硅源为二氧化硅或硅酸钠。所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,步骤(2)所述的模板剂为十六烷基三甲基溴化铵CTAB,所述的弱酸为冰乙酸。所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,粉煤灰基吸附剂具有很高的次甲基蓝吸附能力,在pH值在2~11范围内,温度在30~60℃范围内,对次甲基蓝去除率在70%以上,样品的次甲基蓝吸附能力在1000mg/g以上。所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,粉煤灰基吸附剂对结晶紫染料具有较高的吸附能力,在pH值在2~11范围内,温度在30~60℃范围内,对结晶紫去除率在70%以上,样品的结晶紫吸附能力在350mg/g以上。本专利技术的优点及有益效果是:1、本专利技术以粉煤灰作为原料,采用碱熔水热合成法制备出的吸附剂,不仅有高效的工业阳离子吸附能力,而且经济性和环保性上具有其他吸附剂无法比拟的巨大优势,可广泛应用于阳离子染料污水的治理。2、本专利技术方法所得粉煤灰基吸附剂具有很高的次甲基蓝吸附能力,对次甲基蓝去除率甚至能够达到90%以上,样品的次甲基蓝吸附能力甚至可超过1300mg/g。另外,粉煤灰基吸附剂对结晶紫染料具有较高的吸附能力。具体实施方式在具体实施过程中,采用上海精密科学仪器有限公司生产的紫外可见光分光光度计(型号723N)测定吸附剂对染料吸附前后上清液中染料的浓度,并计算吸附率和平衡吸附量。下面,通过实施例对本专利技术进一步详细阐述。实施例1本实施例中,将粉煤灰添加二氧化硅将混合物的硅铝摩尔比调整为5:1,再以碱灰质量比1:1.25的比例添加NaOH,混合后在500℃下熔融1h,得到浅绿色固体;冷却至室温,研磨成细粉;将得到的细粉与水以液固比为8的比例混合后,在室温下搅拌12h,得到熟料。按照熟料、氨水和模板剂CTAB的重量比为1:1.4:0.2加入氨水和模板剂,并搅拌3h,使用冰乙酸调整混合液pH值为10.5,并继续搅拌3h;将混合物转移至高压反应釜中,在120℃下晶化60h,经过滤、洗涤、干燥后放入高温炉中先加热至350℃焙烧3h,去除模板剂得到粉煤灰基吸附剂。测试发现所得粉煤灰基吸附剂对次甲基蓝溶液和结晶紫溶液的吸附率达到71%和82%,对二者的平衡吸附量分别为1075mg/g和386mg/g。实施例2本实施例中,将粉煤灰添加二氧化硅将混合物的硅铝摩尔比调整为10:1,再以碱灰质量比1:1.5的比例添加NaOH,混合后在550℃下熔融1h,得到浅绿色固体;冷却至室温,研磨成细粉;将得到的细粉与水以液固比为8的比例混合后,在室温下搅拌24h,得到熟料。按照熟料、氨水和模板剂CTAB的重量比为1:1.4:0.2加入氨水和模板剂,并搅拌3h,使用冰乙酸调整混合液pH值为12,并继续搅拌3h;将混合物转移至高压反应釜中,在110℃下晶化72h,经过滤、洗涤、干燥后放入高温炉中先加热至450℃焙烧4h,去除模板剂得到粉煤灰基吸附剂。测试发现所得粉煤灰基吸附剂对次甲基蓝溶液和结晶紫溶液的吸附率达到80%,对二者的平衡吸附量分别为1850mg/g和435mg/g。实施例结果表明,本专利技术以粉煤灰、SiO2作为原料,加入氨水和模板剂,采用碱熔水热合成法合成粉煤灰基吸附剂,该吸附剂对于次甲基蓝等染料具有优异的吸附性能。该方法不仅是粉煤灰的高附加值利用,还提供了一种有效的治理染料废水的方式,并且具有良好的经济性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将粉煤灰与硅源、强碱按照Si/Al摩尔比=1~25、碱灰质量比0.5~2混合后,在450℃~600℃下高温焙烧1~2h,得到熟料;(2)熟料经冷却研磨干燥提纯后,按照熟料、氨水和模板剂重量比为1:1~2:0.1~0.3加入氨水和模板剂,并搅拌2~4h,使用弱酸调整混合液pH值为9~12,并继续搅拌2~8h;(3)将混合液转移至高压反应釜中,在90~130℃下晶化48~90h,经过滤、洗涤、干燥后放入高温炉中,加热至350℃~600℃焙烧3~10h,去除模板剂得到粉煤灰基吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将粉煤灰与硅源、强碱按照Si/Al摩尔比=1~25、碱灰质量比0.5~2混合后,在450℃~600℃下高温焙烧1~2h,得到熟料;(2)熟料经冷却研磨干燥提纯后,按照熟料、氨水和模板剂重量比为1:1~2:0.1~0.3加入氨水和模板剂,并搅拌2~4h,使用弱酸调整混合液pH值为9~12,并继续搅拌2~8h;(3)将混合液转移至高压反应釜中,在90~130℃下晶化48~90h,经过滤、洗涤、干燥后放入高温炉中,加热至350℃~600℃焙烧3~10h,去除模板剂得到粉煤灰基吸附剂。2.根据权利要求1所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的强碱为氢氧化钾或氢氧化钠。3.根据权利要求1所述的高效吸附染料的...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜涛刘丽影魏子清曾思思王玉顺张斌
申请(专利权)人:东北大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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