本发明专利技术公开了一种废弃吸附剂作为着色剂的应用，所得着色剂及其制备和应用，所述废弃吸附剂是吸附金属离子后得到的活性炭或改性活性炭，着色剂以该废弃吸附剂为有效成分。其中，金属离子优选为Cr3+或/和Cr6+。本发明专利技术为吸附金属离子后的活性炭或改性活性炭提供了一种新的用途，通过活性炭或改性活性炭将金属离子吸附后作为着色剂用于玻璃或陶瓷釉制备中，避免了吸附金属离子后的废弃活性炭的二次污染，保护了环境。利用本发明专利技术可以使金属离子得到更好的回收利用，节约了资源，并且当该着色剂用于玻璃或陶瓷釉中时，玻璃或陶瓷釉的化学稳定性高，且金属离子进入玻璃后将被永久性地固化，安全持久，变废为宝,并可循环利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以吸附在活性炭或改性活性炭上的金属离子作为着色剂的应用，具体涉及一种着色剂及其制备方法和应用。
技术介绍
废水净化是当前人类社会发展面临的重要问题之一。采用固体吸附剂脱除废水中的有害离子是废水处理的重要组成部分和有效手段之一，但使用过的吸附剂的再生又成为难题，即使能再生，也往往吸附效率会逐渐下降，最终只能弃用，吸附有害离子的吸附剂终将变为固体废弃物而成为二次污染源，目前尚无好的处理办法。由于玻璃具有非常高的化学稳定性，有害离子在玻璃中被玻璃网络固化，不易浸出，因此将有害离子用于玻璃制备是一种很好的废物利用方法。铬离子包括Cr6+和Cr 3+。铬离子是有毒金属离子，对环境和人类身体健康有重要威胁，尤其是Cr6+。目前吸附Cr6+后的吸附剂如何处理仍没有很好的方法。铬离子带有颜色，是玻璃或陶瓷釉制备中的一种着色剂。在普通硅酸盐玻璃中，Cr3+着绿色，Cr 6+着黄色。目前，玻璃或陶瓷釉中主要使用的是Cr3+，如用于啤酒瓶的生产，而Cr3+—般由铬酸盐、重铬酸盐或铬矿粉渣引入。有研宄表明，活性炭作吸附剂可部分或全部将Cr6+还原成Cr3+，如果将吸附Cr6+和Cr3+后的活性炭用作着色剂，不仅降低了成本，为废弃活性炭的再利用提供了新的思路，而且玻璃可以将铬离子尤其是Cr6+永久固化，也避免了二次污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种吸附溶液中的金属离子，尤其是Cr6+或/和Cr 3+后的活性炭或改性活性炭的再利用的方法，将其用于着色剂领域，实现了废物利用，减少了环境污染。本专利技术的另一目的是提供一种着色剂，该着色剂的有效成分是负载在活性炭或改性活性炭上的金属离子，成本低，实现了废物有效利用。本专利技术的另一目的是提供该含铬着色剂的制备方法，该方法操作简单，易于实现。本专利技术的另一目的是提供该着色剂的应用，即可以将其为原料制备有色玻璃或陶瓷釉。铬离子是有毒金属离子，对环境和人类身体健康有重要威胁，尤其是Cr6+。通过活性炭可以将铬离子富集，富集铬离子后的活性炭用于玻璃等材料的着色剂可以避免吸附有铬离子的活性炭的二次污染，同时利用玻璃的高化学稳定性及可重复使用的特性可永久固化有毒的铬离子，可帮助解决环境污染问题，又可废物利用。在以上思路的指示下，本专利技术具体技术方案如下: 废弃吸附剂作为着色剂的应用，所述废弃吸附剂是吸附金属离子后得到的活性炭或改性活性炭。其中，金属离子优选为Cr3+或/和Cr 6+。一种着色剂，有效成分是负载在活性炭或改性活性炭上的金属离子。其中，金属离子优选为Cr3+或/和Cr 6+。上述着色剂中，因为活性炭或改性活性炭吸附Cr6+后会部分或全部将Cr 6+还原为Cr3+，因此着色剂中的Cr3+由活性炭直接吸附Cr3+得来，或者由活性炭吸附Cr6+后转化得来。上述着色剂中，改性活性炭是指为了增加活性炭的吸附能力而对活性炭进行改性得到的改性活性炭。在本专利技术的具体实施例中，采用一般活性炭吸附的铬离子的含量为4.36-17.23mg/g，当采用改性活性炭时，铬离子的吸附量会提升。上述着色剂的制备方法简便、快捷，步骤包括:取含有金属离子的水溶液或废水，向其中加入活性炭或改性活性炭吸附，吸附后将活性炭或改性活性炭干燥，得着色剂。上述制备方法中，当金属离子为Cr6+时，Cr 6+进入活性炭或改性活性炭后，活性炭或改性活性炭将Cr6+部分或全部还原为Cr 3+。上述制备方法中，可以通过调整活性碳或改性活性炭的加入量、吸附次数、初始铬离子浓度、吸附温度、时间等条件获得金属离子浓度不同的着色剂。上述着色剂可以作为有色玻璃或陶瓷釉的原料，用于制备有色玻璃或陶瓷釉。通过调整着色剂在有色玻璃中的添加量，可以得到不同颜色的玻璃或陶瓷釉。玻璃和陶瓷釉的制备可以采用传统工艺和方法。当着色剂为吸附Cr6+后的活性炭或改性活性炭时，通过添加量的控制，可以得到棕色到绿色不同颜色的玻璃。在本专利技术的具体实施例中，当金属离子为铬离子时，着色剂的用量在有色玻璃或陶瓷釉配料中占1.66-9.64wt%。其中有色玻璃或陶瓷釉的配料指的是制备有色玻璃或陶瓷釉时的所有原料之和。本专利技术为吸附金属离子后的活性炭或改性活性炭提供了一种新的用途，尤其是为吸附六价铬后的活性炭或改性活性炭提供了一种新的用途，通过活性炭或改性活性炭将金属离子吸附后作为着色剂用于玻璃或陶瓷釉制备中，避免了吸附金属离子后的废弃活性炭的二次污染，保护了环境。利用本专利技术可以使金属离子得到更好的回收利用，节约了资源，并且当该着色剂用于玻璃或陶瓷釉中时，玻璃或陶瓷釉的化学稳定性高，且金属离子进入玻璃后将被永久性地固化，安全持久，变废为宝，并可循环利用。【附图说明】图1为实施例1和2所得玻璃的光谱曲线。【具体实施方式】下面通过具体实施例对本专利技术进行进一步的说明，下述说明仅是示例性的，并不对其内容进行限制。下述实施例中，所用活性炭为普通的市售活性炭，N2等温吸附测得活性炭的比表面积为 411.16m2/g、孔容为 0.375cm3/g、孔径为 0.548nm。实施例1在10mg/L的六价铬离子水溶液或含10mg/L六价铬离子的废水中，按照0.002g/ml的量加入活性碳，调节pH值至2-3，在25°C下磁力搅拌或震荡lh，然后过滤将活性炭干燥，得着色剂。采用比色法测得溶液中Cr离子浓度，计算得出着色剂中含Cr量为4.36mg/g活性碳。将上述着色剂用于制备钠钙硅酸盐玻璃，基础玻璃组成为(wt%):Na20 22%、CaO12%、S12 60%、MgO 4%、Al2O3 2%。按照该基础玻璃组成选择原料，其中S12由石英砂引入，CaO可以由氧化钙或碳酸钙引入，Na2O由碳酸钠引入，MgO由氧化镁或碱式碳酸镁引入，Al2O3由Al(OH) 3引入(这些原料称为主要原料，下同)；在主要原料的基础上，还可以按照常规比例加入辅助原料(着色剂、澄清剂、助溶剂等)，例如可以加入主要原料之和的0.5wt%的Sb2O3或主要原料之和的1.2wt%的NaNO3作为澄清剂，还可以加入主要原料之和的1.03wt%的CaF2作为助熔剂。此外，在玻璃配料中还加入本实施例着色剂，着色剂用量分别为配料(所有原料)总质量的9.64%,5.16%,3.48%、1.66%。将所有上述各原料混合均匀后放入坩祸中，将坩祸在马弗炉中以5°C /min的升温速率升温至1350°C并保温2h，得玻璃液，所得玻璃液组成均匀、无气泡，将玻璃液倒入模具中成型并在550 °C下退火2h，得到钠硅酸盐玻璃。着色剂含量为9.64%,5.16%,3.48%、1.66%时，所得玻璃的颜色分别为深棕色、棕色、黄绿色和绿色，它们的光谱曲线依次如图1中曲线1-4所示。实施例2 在浓度为50mg/L的六价铬离子水溶液或含50mg/L六价铬离子的废水中，按照0.002g/ml的量加入活性炭，调节pH值至2-3，在25°C下磁力搅拌或震荡3h，然后过滤将活性炭干燥，得着色剂。采用比色法测得溶液中Cr离子浓度，计算得出着色剂中含Cr量为17.23mg/g活性炭。将上述着色剂用于制备钠钙硅酸盐玻璃，基础玻璃组成为(wt%):Na20 22%、CaO12%、S12 60%,MgO 4%, Al2O3 2%。按照基础玻璃组成选择原料本文档来自技高网...
【技术保护点】
废弃吸附剂作为着色剂的应用，其特征是：所述废弃吸附剂是吸附金属离子后得到的活性炭或改性活性炭。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘世权，黄美苓，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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