兰炭改性吸附剂、其制备方法及其在废水处理中的应用技术

本发明专利技术公开了一种兰炭改性吸附剂，其制备原料由以下重量份数的组分组成：兰炭80‑100份、醋酸/醋酸钠缓冲溶液200‑300份、壳聚糖3‑5份、磷钼酚醛树脂粉末1‑2份、聚乙烯醇缩丁醛0.5‑1份。此外，本发明专利技术还提供了一种兰炭改性吸附剂的制备方法及其在废水处理中的应用。本发明专利技术利用废弃的兰炭为原料制备兰炭改性吸附剂，制备出的兰炭改性吸附剂的比表面积大、孔容高，具备很好的吸附性能。将其应用于含酚废水的处理中，能够很好的吸附废水中的酚类，且经过兰炭改性吸附剂吸附后，含酚废水中酚类的移除率达到97％以上，远远优于其它吸附剂，具备广泛的应用前景。

The modified adsorbent, its preparation method and its application in wastewater treatment

【技术实现步骤摘要】
兰炭改性吸附剂、其制备方法及其在废水处理中的应用
本专利技术属于污染治理
，具体涉及一种兰炭改性吸附剂、其制备方法及其在废水处理中的应用。
技术介绍
我国每年有数百万吨兰炭末被废弃，这些兰炭末占兰炭总量的10％。这既浪费了大量宝贵的资源而且给环境带来了严重的危害。由于兰炭自身碳含量较高，经气化后可挥发性成分已被去除，同时具有了一定的孔隙分布，若对其稍加改性，就可以具有比较大的比表面积，发挥类似于活性炭的吸附特性，可作为一种潜在的吸附剂材料。目前，许多研究者使用物理改性或化学改性的方法将兰炭进行改性并作为脱硫剂和脱硝剂的载体，但将改性兰炭作为吸附剂使用在文献中有报道较少，且少见将物理方法与化学方法相协同来改性兰炭。苯酚是一种重要的化工原料及中间体，广泛用于医药、农药等化学品的生产过程中，且苯酚是一种相对稳定的有机化合物，当苯酚被排放至自然水体中时，会带来严重的环境问题。因此，如何处理水体中的苯酚已被国家严格重视，现已尝试采用多种方法对其进行处理。目前酚类废水的处理方法主要包括吸附法、光催化氧化法法和生物降解法等，由于吸附法处理含酚废水具有处理效果好、可回收、可重复使用等优点而被广泛应用。常用于含酚类废水处理的吸附剂有活性炭、树脂、沸石以及其它可吸收酚类污染物质的物料等。活性炭虽是较常用的吸附剂之一，但由于活性炭价格昂贵，且难以再生，所以制约了其在含酚类废水处理领域的广泛应用。因此，开发廉价、高产、高效的吸附剂来处理酚类废水是近年来研究的重点。而将兰炭末进行改性从而用于吸附处理含酚类废水，将有非常广阔的应用空间和较明显的经济优势。
技术实现思路
本专利技术提供了一种兰炭改性吸附剂，解决了现有技术中兰炭末废弃量大以及采用活性炭作为吸附剂处理含酚类废水，由于其价格昂贵，且难以再生，因此制约其在含酚类废水处理领域广泛应用的问题。本专利技术的第一个目的是提供一种兰炭改性吸附剂，其制备原料由以下重量份数的组分组成：兰炭80-100份、醋酸/醋酸钠缓冲溶液200-300份、壳聚糖3-5份、磷钼酚醛树脂粉末1-2份、聚乙烯醇缩丁醛0.5-1份。优选的，所述兰炭改性吸附剂的制备原料由以下重量份数的组分组成：兰炭90份、醋酸/醋酸钠缓冲溶液250份、壳聚糖4份、磷钼酚醛树脂粉末1份、聚乙烯醇缩丁醛1份。优选的，所述醋酸/醋酸钠缓冲溶液的pH值为4-6，浓度为1mol/L。。本专利技术的第二个目的是提供一种兰炭改性吸附剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，按重量份称取兰炭80-100份、醋酸/醋酸钠缓冲溶液200-300份、壳聚糖3-5份、磷钼酚醛树脂粉末1-2份、聚乙烯醇缩丁醛0.5-1份，备用；步骤2，将步骤1中称取的兰炭粉碎后过100目筛，得到兰炭粉；步骤3，往步骤1称取的壳聚糖中加入步骤1称取的醋酸/醋酸钠缓冲溶液，搅拌使其溶解，得到壳聚糖溶液；将步骤1中称取的兰炭粉加入到壳聚糖溶液中，调成均匀糊状，得到糊状物，将糊状物置于40-60℃下活化1-2h，活化完毕后得到活化兰炭，将活化兰炭用水反复冲洗至pH为7后干燥，得到干燥的活化兰炭；步骤4，将干燥的活化兰炭放入球磨机，然后往球磨机中加入与干燥的活化兰炭等质量的水，研磨至混合料细度为200目，得到磨好的料浆；往磨好的料浆中加入步骤1中称取的磷钼酚醛树脂粉末和聚乙烯醇缩丁醛，搅拌均匀，然后干燥、筛分，再于300-600MPa下压制成形，得到生坯；步骤5，将步骤4中得到的生坯置于中温管式炉中，在惰性气体的保护下使炉内温度升至500-600℃，然后保温1-2h，保温完毕后使炉内温度快速升至800℃，保温30min，保温完毕后使炉内温度自然降至室温，得到兰炭改性吸附剂粗品；步骤6，将步骤5中得到的兰炭改性吸附剂粗品粉碎后过40目筛，得到兰炭改性吸附剂粉，将兰炭改性吸附剂粉置于造粒机中制粒，制粒完毕即得到所述兰炭改性吸附剂。优选的，所述步骤5中炉内温度在2h内以4-5℃/min的速度升温至500-600℃。优选的，所述步骤6中得到的兰炭改性吸附剂的粒径为2-3mm。本专利技术的第三个目的是提供一种兰炭改性吸附剂在污水处理中的应用。优选的，所述污水为含酚废水。本专利技术中首先添加壳聚糖和醋酸/醋酸钠缓冲溶液对兰炭进行改性，壳聚糖的醋酸/醋酸钠缓冲溶液和兰炭混合在一起活化时，壳聚糖分子能够很好的插入到兰炭的层链结构中，一方面有利于兰炭内部孔隙的形成，另一方面能够提高兰炭与酚类物质之间的结合能力。磷钼酚醛树脂粉末是一种有机树脂，在烧结温度低于600℃时熔化，熔化后具有很强的粘结性，能将活化的兰炭粉末和熔化的磷钼酚醛树脂粉末紧密的粘结在一起，同时本专利技术中还添加有聚乙烯醇缩丁醛，聚乙烯醇缩丁醛能够使磷钼酚醛树脂粉末很好的分散在活化的兰炭粉末中；当温度升至600℃以上，分散在活化兰炭粉末中的磷钼酚醛树脂粉末高温分解老化，且绝大部分的分解产物挥发消失，从而在活化兰炭粉末内部产生大量的孔隙。磷钼酚醛树脂粉末分解后剩余的磷、钼能够提高兰炭粉末对酚类物质的结合能力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术利用废气的兰炭为原料制备兰炭改性吸附剂，制备出的兰炭改性吸附剂的比表面积大、孔容高，具备很好的吸附性能。将其应用于含酚废水的处理中，能够很好的吸附废水中的酚类，且经过兰炭改性吸附剂吸附后，含酚废水中酚类的移除率达到97％以上，远远优于其它吸附剂，具备广泛的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的兰炭改性吸附剂的N2吸-脱附等温线。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。下述各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。实施例1一种兰炭改性吸附剂，其制备原料由以下重量份数的组分组成：兰炭90份、pH值为4的醋酸/醋酸钠缓冲溶液250份、壳聚糖4份、磷钼酚醛树脂粉末1份、聚乙烯醇缩丁醛1份。具体制备方法如下：步骤1，按重量份称取兰炭90份、浓度为1mol/L的pH值为4的醋酸/醋酸钠缓冲溶液250份、壳聚糖4份、磷钼酚醛树脂粉末1份、聚乙烯醇缩丁醛1份，备用；步骤2，将步骤1中称取的兰炭粉碎后过100目筛，得到兰炭粉；步骤3，往步骤1称取的壳聚糖中加入步骤1称取的醋酸/醋酸钠缓冲溶液，搅拌使其溶解，得到壳聚糖溶液；将步骤1中称取的兰炭粉加入到壳聚糖溶液中，调成均匀糊状，得到糊状物，将糊状物置于40℃下活化2h，活化完毕后得到活化兰炭，将活化兰炭用水反复冲洗至pH为7后干燥，得到干燥的活化兰炭；步骤4，将干燥的活化兰炭放入球磨机，然后往球磨机中加入与干燥的活化兰炭等质量的水，研磨至混合料细度为200目，得到磨好的料浆；往磨好的料浆中加入步骤1中称取的磷钼酚醛树脂粉末和聚乙烯醇缩丁醛，搅拌均匀，然后干燥、筛分，再于300MPa下压制成形，得到生坯；步骤5，将步骤4中得到的生坯置于中温管式炉中，在惰性气体的保护下使炉内温度在2h内以4℃/min的速度升温至500℃，然后保温1h，保温完毕后使炉内温度快速升至800℃，保温30min，保温完毕后使炉内温度自然降至室温，得到兰炭改性吸附剂粗品；步骤6，将步骤5中得到的兰炭改性吸附剂粗品粉碎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兰炭改性吸附剂，其特征在于，其制备原料由以下重量份数的组分组成：兰炭80‑100份、醋酸/醋酸钠缓冲溶液200‑300份、壳聚糖3‑5份、磷钼酚醛树脂粉末1‑2份、聚乙烯醇缩丁醛0.5‑1份。

【技术特征摘要】
1.一种兰炭改性吸附剂，其特征在于，其制备原料由以下重量份数的组分组成：兰炭80-100份、醋酸/醋酸钠缓冲溶液200-300份、壳聚糖3-5份、磷钼酚醛树脂粉末1-2份、聚乙烯醇缩丁醛0.5-1份。2.根据权利要求1所述的兰炭改性吸附剂，其特征在于，其制备原料由以下重量份数的组分组成：兰炭90份、醋酸/醋酸钠缓冲溶液250份、壳聚糖4份、磷钼酚醛树脂粉末1份、聚乙烯醇缩丁醛1份。3.根据权利要求1或2所述的兰炭改性吸附剂，其特征在于，所述醋酸/醋酸钠缓冲溶液的pH值为4-6，浓度为1mol/L。4.根据权利要求1所述的兰炭改性吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，按重量份称取兰炭80-100份、醋酸/醋酸钠缓冲溶液200-300份、壳聚糖3-5份、磷钼酚醛树脂粉末1-2份、聚乙烯醇缩丁醛0.5-1份，备用；步骤2，将步骤1中称取的兰炭粉碎后过100目筛，得到兰炭粉；步骤3，往步骤1称取的壳聚糖中加入步骤1称取的醋酸/醋酸钠缓冲溶液，搅拌使其溶解，得到壳聚糖溶液；将步骤1中称取的兰炭粉加入到壳聚糖溶液中，调成均匀糊状，得到糊状物，将糊状物置于40-60℃下活化1-2h，活化完毕后得到活化兰炭，将活化兰炭用水反复冲洗至pH为7后干燥，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：方皓文，王宏伟，汪秀，王斌，汪若冰，陈犁，胡维，周琳，黄学虎，殷海红，
申请(专利权)人：桐城师范高等专科学校，
类型：发明
国别省市：安徽,34