染料废水吸附剂的制备方法及染料废水的净化方法技术

本发明专利技术涉及废水净化领域，具体涉及染料废水吸附剂的制备方法及染料废水的净化方法，其中，染料废水吸附剂的制备方法，其包括如下步骤：(1)回收农作物中废弃的玉米秸秆，干燥后，将玉米秸秆去除叶子、外层表皮和茎节以获取玉米髓心；(2)先将玉米髓心研磨过筛后，与氢氧化钠水溶液混合后置于超声器中进行超声波处理，然后将玉米髓心充分冲洗至中性，最后烘干，得到碱化玉米髓心；(3)将碱化玉米髓心与木聚糖酶混合均匀，使碱化玉米髓心与木聚糖酶充分反应，然后将反应后的玉米髓心充分冲洗至中性并烘干；(4)将步骤(3)的玉米髓心与L‑苹果酸水溶液混合，并搅拌均匀。本发明专利技术制得的吸附剂对染料具有优异的吸附性能。

Preparation of adsorbent and purification of dye wastewater

【技术实现步骤摘要】
染料废水吸附剂的制备方法及染料废水的净化方法
本专利技术涉及废水净化领域，具体涉及染料废水吸附剂的制备方法及染料废水的净化方法。
技术介绍
废水处理就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、重复利用的目的。印染工艺往往会消耗大量的水，并在生产单元中产生颜色丰富、含有活性剂染料和化学残留物，COD(化学需氧量)和BOD(生化耗氧量)浓度高的印染工业废水。由于印染工业废水中染料的主要成分是芳香族杂环化合物，具有显色基团和极性基团，结构更加复杂稳定，难以降解，对环境造成极大的污染，且会对废水构筑物的正常运转产生很大影响，因此印染工业生产中的含染料废水必须加以妥善的处理。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一目的在于提供染料废水吸附剂的制备方法，制得的吸附剂对染料具有优异的吸附性能。本专利技术的第二目的在于提供染料废水净化方法，该净化方法有利于提高染料废水吸附剂对染料的吸附净化效果。本专利技术的第一目的通过以下技术方案解决：染料废水吸附剂的制备方法，其包括如下步骤：(1)回收农作物中废弃的玉米秸秆，干燥后，将玉米秸秆去除叶子、外层表皮和茎节以获取玉米髓心；(2)先将玉米髓心研磨过筛后，与氢氧化钠水溶液混合后置于超声器中进行超声波处理，然后将玉米髓心充分冲洗至中性，最后烘干，得到碱化玉米髓心；(3)将碱化玉米髓心与木聚糖酶混合均匀，使碱化玉米髓心与木聚糖酶充分反应，然后将反应后的玉米髓心充分冲洗至中性并烘干；(4)将步骤(3)的玉米髓心与L-苹果酸水溶液混合，并搅拌均匀；(5)将步骤(4)的玉米髓心烘干，然后充分清洗至中性，最后干燥至恒重，制得染料废水吸附剂。进一步地，在步骤(2)中，所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.1-1mol/L。进一步地，在步骤(2)中，所述玉米髓心与氢氧化钠水溶液的添加比例为1g：40-50mL。进一步地，在步骤(2)中，所述超声器的功率为60-240W，处理时间为15-60min。本专利技术通过采用上述的超声波功率，使玉米髓心可以被充分预处理，更有利于提高吸附剂对染料的吸附性能，而当功率小于60W时，由于玉米髓心预处理不完全，吸附剂对染料的吸附性能影响不明显，而当功率大于240W时，玉米髓心的内部结构受到破坏，同样影响吸附剂对染料的吸附性能。优选地，所述超声器的功率为120W。进一步地，在步骤(3)中，所述碱化玉米髓心和木聚糖酶之间的比例为1g：50-200U。本专利技术通过添加上述含量的木聚糖酶，用于去除玉米髓心中的半纤维素，提高纤维素含量，有利于后续秸秆纤维素与L-苹果酸反应，提高L-苹果酸对玉米髓心的改性效果，进而提高吸附剂对染料的吸附性能。进一步地，在步骤(3)中，所述碱化玉米髓心和木聚糖酶的反应温度为40-60℃，反应时间为4-10h。本专利技术通过将碱化玉米髓心和木聚糖酶的反应温度控制在上述范围，有利于提高木聚糖酶的反应活性，使碱化玉米髓心和木聚糖酶充分反应，进而使玉米髓心中的半纤维素含量被充分去除，有利于提高吸附剂对染料的吸附性能。而当温度过高时木聚糖酶容易失活，温度过低时木聚糖酶反应活性过低，温度过高或过低都不利于木聚糖酶和碱化玉米髓心的反应。优选地，所述碱化玉米髓心和木聚糖酶的反应温度为45℃。进一步地，在步骤(4)中，所述L-苹果酸水溶液的浓度为0.5-2.0mol/L。通过添加上述浓度的L-苹果酸水溶液，使L-苹果酸水溶液中的羧基与秸秆羟基发生酯化反应，同时增加反应中的羧基提高吸附剂对染料的吸附效果。进一步地，在步骤(4)中，所述碱化玉米髓心与L-苹果酸水溶液的比例为1g：40－50mL。当L-苹果酸水溶液的投加量过低时，L-苹果酸水溶液提供的羧基量较少，使秸秆纤维中的羟基反应不完全，会影响吸附剂对染料的吸附效果，而L-苹果酸的添加量过多时，会造成资源浪费。进一步地，在步骤(4)中，所述搅拌速率为200－300r/min，搅拌时长为30-60min。进一步地，步骤(5)中，所述烘干温度为100-140℃，烘干时长为1-4h。本专利技术的第二目的通过以下技术方案解决：染料废水净化方法，其步骤如下：先调节染料废水的pH值为6-9，然后向染料废水中添加由权利要求1-9任意一项制备方法制得的染料废水吸附剂，最后搅拌均匀并反应2-3h。本专利技术的有益效果是：本专利技术的染料废水吸附剂的制备方法通过选用玉米髓心为原材料，使用L-苹果酸溶液对玉米髓心进行改性，并严格控制各制备步骤的条件，使制得的染料废水吸附剂对染料具有优异的吸附效果，其对亚甲基蓝溶液的吸附量可以达到422.13mg/g，且通过采用本制备方法对玉米髓心进行改性，使改性后的玉米髓心对亚甲基蓝的吸附量为未改性的玉米髓心对亚甲基蓝的吸附量的7.5倍以上，优异的吸附效果使本专利技术的制备方法制得的染料废水吸附剂可应用于工业上的废水净化。本专利技术的废水净化方法通过采用本专利技术的制备方法制得的染料废水吸附剂，并严格控制使用时的pH值和净化时长，使本专利技术的净化效果大大提升，当吸附净化时长为2h时，废水pH值控制在6-8之间时的染料废水吸附剂对染料的吸附量为299mg/g以上，而当pH不变时，本专利技术的染料废水吸附剂对废水处理40min时，染料废水吸附剂对染料的吸附量即可到达300mg/g以上。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的玉米叶和玉米髓心改性前后对亚甲基蓝的吸附量的柱状图；图2是本专利技术的染料废水吸附剂对不同浓度的亚甲基蓝的吸附量的曲线图；图3是本专利技术的染料废水吸附剂对不同pH的亚甲基蓝溶液的吸附量的曲线图；图4是不同吸附时间本专利技术的染料废水吸附剂亚甲基蓝吸附量的曲线图；图5是本专利技术的染料废水吸附剂对亚甲基蓝的吸附准二阶动力学曲线图，拟合度R2为0.9995，表明亚甲基蓝在苹果酸改性玉米髓心上的吸附主要是化学吸附主导的，设计螯合反应和吸附剂与被吸附物质间的离子交换作用。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。实施例1一种染料废水吸附剂的制备方法，其包括如下步骤：(1)回收农作物中废弃的玉米秸秆，在55℃的条件下使玉米秸秆干燥后，将玉米秸秆去除叶子、外层表皮和茎节以获取玉米髓心，获得的玉米髓心中不含其它杂质；(2)先将玉米髓心研磨过筛，然后与浓度为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液混合后置于超声器中进行超声波处理，其中，所述玉米髓心与氢氧化钠水溶液的混合比例为1g：45mL，所述超声器的功率为120W，处理时间为37min；接着将玉米髓心充分冲洗1.5h至中性，最后在55℃条件下烘干，得到碱化玉米髓心；(3)将碱化玉米髓心与木聚糖酶按1g：125U的混合比例混合均匀，并控制反应温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.染料废水吸附剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)回收农作物中废弃的玉米秸秆，干燥后，将玉米秸秆去除叶子、外层表皮和茎节以获取玉米髓心；/n(2)先将玉米髓心研磨过筛后，与氢氧化钠水溶液混合后置于超声器中进行超声波处理，然后将玉米髓心充分冲洗至中性，最后烘干，得到碱化玉米髓心；/n(3)将碱化玉米髓心与木聚糖酶混合均匀，使碱化玉米髓心与木聚糖酶充分反应，然后将反应后的玉米髓心充分冲洗至中性并烘干；/n(4)将步骤(3)的玉米髓心与L-苹果酸水溶液混合，并搅拌均匀；/n(5)将步骤(4)的玉米髓心烘干，然后充分清洗至中性，最后干燥至恒重，制得染料废水吸附剂。/n

【技术特征摘要】
1.染料废水吸附剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)回收农作物中废弃的玉米秸秆，干燥后，将玉米秸秆去除叶子、外层表皮和茎节以获取玉米髓心；
(2)先将玉米髓心研磨过筛后，与氢氧化钠水溶液混合后置于超声器中进行超声波处理，然后将玉米髓心充分冲洗至中性，最后烘干，得到碱化玉米髓心；
(3)将碱化玉米髓心与木聚糖酶混合均匀，使碱化玉米髓心与木聚糖酶充分反应，然后将反应后的玉米髓心充分冲洗至中性并烘干；
(4)将步骤(3)的玉米髓心与L-苹果酸水溶液混合，并搅拌均匀；
(5)将步骤(4)的玉米髓心烘干，然后充分清洗至中性，最后干燥至恒重，制得染料废水吸附剂。


2.根据权利要求1所述的染料废水吸附剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.1-1mol/L。


3.根据权利要求1所述的染料废水吸附剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述玉米髓心与氢氧化钠水溶液的添加比例为1g：40-50mL。


4.根据权利要求1所述的染料废水吸附剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述超声器的功率为60-240W，处理时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丹，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44