一种乙二胺改性桃核阳离子型吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种乙二胺改型桃核阳离子型吸附剂及其制备方法，将冲洗干净的桃核粉碎过筛后得到的50～60目粒径的粉末于烘箱中90℃烘24h，采用0.1mol/L氢氧化钠碱洗1h，水洗至中性后于烘箱中50℃烘干，然后采用表氯醇对桃核粉末粉末进行化学醚化，在表氯醇的碱溶液中50℃水浴加热反应5h，反应完成后水洗至中性，50℃烘干过夜，最后用乙二胺对醚化后的桃核粉末进行改性，水洗至中性后于50℃烘干，制得改性桃核阳离子型吸附剂；该吸附剂相比于其他吸附剂，具有更高的选择性，对于阴离子型色素具有很高的去除率，吸附容量大，能二次回收利用，且桃核原料来源广泛，价格低廉，可以用于印染、食品加工等行业的色素废水处理。

【技术实现步骤摘要】
一种乙二胺改性桃核阳离子型吸附剂及其制备方法
本专利技术属于色素废水处理所用吸附剂及其制备技术，具体涉及一种改性桃核阳离子型吸附剂及其制备方法。
技术介绍
随着工业的快速发展，工厂排放的污水呈现多样化趋势，有重金属污染、色素污染和有机物污染等。对于食品加工和印染等特殊行业，会大量排放色素污染物，从而使污染物受纳水体产生表观颜色变化，给公众带来不舒适感受。因此亟需要对色素污染物在工厂进行预处理，降低工厂排放的污水的色度，进而才能进入市政污水管道。所以需要开发经济有效的处理技术来吸附污水中的色素，降低污水的色度，对保护生态环境、创造宜人的居住环境具有重要的现实意义。目前色素污染主要集中在印染行业和食品加工行业，据不完全统计，全国色素废水每天排放量为3×106～4×106m3，在色素合成和使用过程中产生的色素废水对环境的污染越来越严重，色素废水具有色素高、有机物浓度高和难生物降解等特点，有些色素还含有苯环等三致(致癌、致畸、致突变)特性的有机物官能团，如不经处理直接排放，会给河流生态系统带来巨大危害。传统的处理色素废水的方法有絮凝法、生物法、吸附法和高级氧化技术，其中由于絮凝、生物处理和高级氧化法需要较大的处理构筑物，并且投资和维护费用较高，所以目前大多采用吸附法进行色素废水的处理，因其净化效率高、不产生二次污染及被吸附的色素可得到回收利用等优点，成为目前色素废水处理最经济、最有效的方法。吸附法处理色素废水最重要的是开发合适的吸附剂，需要综合考虑多种因素，如原料是否价廉易得、操作复杂程度和回收利用是否方便等因素，目前应用于色素吸附的活性炭价格相对较高，并且其对色素的选择性不强，正逐渐被淘汰，取而代之是新型改性吸附剂，主要是对一些低成本的天然生物质材料进行改性处理，如树皮、树叶、花生壳、稻壳等作为吸附剂的原料，已有不少研究报道。但是天然的生物质材料由于其表面结构以及化学特性的约束，吸附容量往往很低，无法达到污水处理要求和污水排放标准，所以需要对天然材料进行改性处理，增加其孔隙度和引入特殊基团，从而提高吸附剂的吸附选择性和吸附容量性能。为了提高桃核粉末对色素废水中色素的吸附性能，就必须对吸附剂进行改性处理。目前普遍采用的改性方法分为物理法和化学法改性。中国专利CN103464111A，十六烷基三甲基溴化铵改性桃核吸附剂及其制备方法和应用，改性液为阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和异丙醇的混合液，于45℃～75℃下搅拌1～4h，然后转移到超声波反应器中，温度设定为45～75℃，超声30～60min，反应结束后用去离子水洗涤至中性，烘干研磨即得十六烷基三甲基溴化铵改性桃核吸附剂，该方法存在改性温度范围大，没有筛选出最优化条件，并且只对偶氮染料红色艳红K-2BP有优异的吸附容量，吸附色素比较单一。中国专利CN105923651A一种基于桃核制备活性炭吸附剂的方法，用桃核为原料制备活性炭，在改性过程中用到了高压反应釜，通过桃核与碳酸钠混合，在高温下扩大桃核内部空隙，以双氧水进行表面氧化，以氢气作为催化气，随后通过发酵，以焦化废水中的菌种进行脱除桃核中的焦油，同时对桃核内部进行改性，最后通过碳化，酸液洗涤，从而制备得比表面积大、孔隙发达且吸附性高的活性炭吸附剂。对亚甲基蓝的吸附值为192mg/g，COD去除率为98.2％，重金属吸附率为92.6％。虽然这种改性方法对色素和有机废水的处理效果很好，但是此种吸附剂制样复杂，成本较高，不适用于大批量吸附剂的制备。所以需要在保证较好的去除率的前提下，优化桃核改性方法，从而实现工业化生产和使用。本专利技术采用的是乙二胺来对桃核进行改性处理，制样反应条件温和，并且吸附色素条件简单，不需要格外调节溶液pH，适合市场化推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服天然桃核吸附性能差的缺陷，提供一种用于去除印染等行业排放的高浓度色素废水的改性桃核吸附剂及其制备方法，改性后的桃核吸附剂对色素的吸附容量大大提高，并且桃核原料来源丰富，价格低廉。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种乙二胺改性桃核阳离子型吸附剂，在桃核粉末化学活化过程中通过乙二胺改性制得。一种乙二胺改性桃核阳离子型吸附剂制备方法，将冲洗干净的桃核粉碎过筛后得到的50-60目粒径范围的粉末于烘箱中90℃烘24h，采用0.1mol/L氢氧化钠碱洗1h以去除桃核里的丹宁酸和脱色，水洗至中性后于烘箱中50℃烘干，然后采用表氯醇对桃核粉末进行化学醚化，在表氯醇的碱溶液中50℃水浴加热反应5h，反应完成后水洗至中性，50℃烘干过夜，最后采用乙二胺对醚化后的桃核粉末进行改性，水洗至中性后于50℃烘干，制得改性桃核阳离子型吸附剂。进一步，具体包括如下步骤：(1)将桃核用自来水洗净以去除尘土和泥沙，再用蒸馏水冲洗干净，于烘箱中90℃条件下烘干，粉碎过筛，得到50～60目粒径范围的桃核粉末待用。(2)碱洗：称取20g步骤(1)得到的桃核粉末于500mL装有400mL0.1mol/L氢氧化钠溶液的烧瓶中，在磁力搅拌器上于室温条件下搅拌1h，然后水洗至中性，于50℃下烘干。(3)表氯醇醚化：称取10.0g步骤(2)得到的桃核粉末于圆底烧瓶内，加入30ml表氯醇及80ml质量分数为5％的氢氧化钠溶液，于50℃水浴搅拌反应5h。反应完成后，水洗至中性，50℃下烘干。(4)乙二胺改性：称取2.0g步骤(3)醚化后的桃核粉末于圆底烧瓶中，同时加入0.5g碳酸钠，并加入50mL1.25mol/L乙二胺溶液，于60℃水浴搅拌反应4h，冷却后水洗至中性，于50℃条件下烘干，即制得改性桃核吸附剂。本专利技术所解决的问题是提供一种乙二胺改性桃核阳离子型吸附剂，该吸附剂相比于普通的桃核对色素吸附具有更高的选择性，对阴离子型色素的吸附容量高，去除率能达到90％～97％。新型吸附剂一是通过碱洗和表氯醇醚化，改变桃核粉末的孔隙度，增加其的微孔面积；二是通过乙二胺改性，在核桃分子上引入-NH2，从而将桃核改性为阳离子型吸附剂，使其对阴离子型色素具有更高的选择性吸附能力。本专利技术提供的由上述方法制备的一种用于吸附印染等行业排放的色素污染物，该吸附剂对浓度为50mg/L的刚果红(含有-SO3基团)废水的去除率大于93％，对浓度为50mg/L的甲基橙(含有-SO3基团)废水的去除率大于90％，对浓度为50mg/L的铬黑T(含有-SO3、-NO2基团)废水的去除率大于88％。本专利技术的优点如下：1.该改性桃核吸附剂对阴离子型色素具有很好的选择性，吸附效率高；2.该改性桃核吸附剂能够回收利用，通过碱洗和酸洗后，对刚果红色素的去除率仍大于90％；3.该改性吸附剂原料是农业废弃物，来源广泛，价格低廉，相比于传统的活性炭吸附剂价格低得多，具有很大的市场利用空间；4.该改性吸附剂制备工艺简单，改性条件温和；5.该吸附剂是基于电中和原理对色素分子进行吸附，所以吸附后很稳定，不会产生二次污染。附图说明图1为桃核粉末改性前表观形貌的扫描电子显微镜(SEM)图；图2为桃核粉末乙二胺改性后表观形貌的扫描电子显微镜(SEM)图；图3为桃核粉末乙二胺改性后吸附甲基橙色素后光学显微镜图。具体实施方式实例一本实例考察乙二胺改性桃核制得的阳离子型吸附剂对甲基橙废水的吸附效果，以及考察未改性桃核粉末对甲基橙废水的吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性桃核吸附剂，其特征在于：在桃核化学活化过程中通过乙二胺改性制得阳离子型吸附剂，对阴离子型色素具有很强的选择性吸附能力。

【技术特征摘要】
1.一种改性桃核吸附剂，其特征在于：在桃核化学活化过程中通过乙二胺改性制得阳离子型吸附剂，对阴离子型色素具有很强的选择性吸附能力。2.一种乙二胺改性桃核阳离子型吸附剂及其制备方法，其特征在于将冲洗干净的桃核粉碎过筛后得到50～60目粒径的粉末于烘箱中90℃烘24h，采用0.1mol/L氢氧化钠碱洗1h以去除桃核里的丹宁酸和脱色，水洗至中性后于烘箱中50℃烘干，然后采用表氯醇对桃核粉末进行化学醚化，在表氯醇的碱溶液中50℃水浴加热反应5h，反应完成后水洗至中性，50℃烘干过夜，最后采用乙二胺对醚化后的桃核粉进行改性，水洗至中性后于50℃烘干，制得改性桃核阳离子型吸附剂。3.根据权利要求2所述的乙二胺改性桃核吸附剂制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)将桃核用自来水洗净以去除尘土和泥沙，再用蒸馏水冲洗干净，于烘箱中90℃条件下烘干，粉碎过筛，得到粒径50～60目桃核粉末待用；(2)碱洗：称取20g...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰贵红，张名，严君华，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51