吸附含蒽醌类染料污染物用活性炭及其在含染料废水处理中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种吸附含蒽醌类染料污染物用活性炭及其在含蒽醌类染料废水处理中的应用。该处理方法包括：采用活性炭对含染料废水中的含蒽醌类染料进行吸附过滤，其中，活性炭的孔容积大于0.60cm3/g且小于等于1.2cm3/g，且比表面积应大于1100m2/g且小于等于1700m2/g。符合本申请总孔容体积和比表面特征的活性炭对含蒽醌类染料的吸附性能优异，因而适合用于此类染料废水处理，不仅为提供染料废水处理提供了合适规范和标准的活性炭，而且为此类通途的活性炭的制备和生产提供了参数指标，利于量化生产。利于量化生产。

【技术实现步骤摘要】
吸附含蒽醌类染料污染物用活性炭及其在含染料废水处理中的应用


[0001]本专利技术涉及水中染料类污染物去除领域，具体而言，涉及一种吸附含蒽醌类染料污染物用活性炭及其在含染料废水处理中的应用。

技术介绍

[0002]染料，在应用于日常生活的同时，也带来了严重的环境隐患。我国是染料生产大国，产量和贸易量都居世界第一位，全国印染废水每日排放量占工业废水排放量的10％以上。排入水体的染料会影响水生动植物的生存，水中的染料污染物会降低水体透光度，减弱水生植物的光合作用，阻止或减慢水生植物的生长。此外，大多数有机染料因其致突变、致畸、致癌的性质，使饮用水安全产生了隐患，对人类健康造成了严重威胁。例如常见偶氮染料甲基橙可能造成呕吐、组织坏死和四肢瘫痪等严重健康问题；亮蓝RB、C.I.分散蓝等蒽醌类染料会导致细胞诱变。可见染料是一类严重危害我国环境、危害国民身体健康的污染物，必须从水体中去除。
[0003]目前已有一些关于处理水体中染料污染物的方式，这些方法可以分为化学法、生物法和物理法三个大类。吸附法是一种常用于去除水体中污染物的物理方法，它有着操作简单、效率高的优势。而活性炭是一种在吸附法中广泛应用的吸附剂，其具有孔隙发达，比表面积高，性能稳定，具有高吸附量，同时可附加多种官能团的优秀特征。使其有应用于去除水体中染料污染物的潜力。
[0004]但是，活性炭种类繁多，不同种的活性炭对不同染料吸附性能有着很大差异。活性炭孔径结构的差别是造成活性炭对染料吸附能力差异的一个重要因素。当活性炭的平均孔径直径过小时，由于染料分子直径较大，使其无法进入活性炭的孔径被吸附；而表面以大孔为主而微孔较少时，又会降低活性炭的比表面积，从而降低其吸附能力。因此，找到适合吸附染料的活性炭孔径范围就尤为必要。
[0005]然而，目前我国尚无染料废水处理用活性炭的相关参数规范，因此，限制了活性炭在处理含染料废水方面的有效应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种吸附含蒽醌类染料污染物用活性炭及其在含蒽醌类染料废水处理中的应用，以解决现有技术中尚无有效适用于此类染料废水处理的活性炭的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种含染料废水的处理方法，该处理方法包括：采用活性炭对含染料废水中的含蒽醌类染料进行吸附过滤，其中，活性炭的孔容积大于0.60cm3/g且小于等于1.2cm3/g，且比表面积应大于1100m2/g且小于等于1700m2/g。
[0008]进一步地，活性炭还包括如下特征：1)微孔容积大于等于0.30cm3/g；2)孔径范围
在2
‑
4nm的孔容积大于微孔容积的20％；3)介孔容积大于等于0.05cm3/g且小于等于0.20cm3/g。
[0009]进一步地，含染料废水中染料的浓度为小于等于200mg/L。
[0010]进一步地，活性炭在20℃～40℃，优选30℃～35℃下对含染料废水中的染料进行吸附过滤1～120min，优选10～60min，更优选20～45min。
[0011]进一步地，加入含染料废水中的活性炭的终浓度为0.05g/L～0.5g/L。
[0012]进一步地，单位体积的含染料废水中，染料与活性炭的质量比为400:1～667:1。
[0013]根据本专利技术的第二个方面，提供了一种吸附含蒽醌类染料污染物用活性炭，该活性炭的孔容积大于0.60cm3/g且小于等于1.2cm3/g，且比表面积应大于1100m2/g且小于等于1700m2/g。
[0014]进一步地，活性炭的还具有如下特征：1)微孔容积大于等于0.30cm3/g；2)孔径范围在2
‑
4nm的孔容积大于微孔容积的20％；3)介孔容积大于等于0.05cm3/g且小于等于0.20cm3/g。
[0015]根据本专利技术的第三个方面，提供了上述活性炭在含蒽醌类染料废水领域的应用，活性炭的孔容积大于0.60cm3/g,小于1.2cm3/g，且比表面积应大于1100m2/g且小于等于1700m2/g。
[0016]进一步地，活性炭的还具有如下特征：1)微孔容积大于等于0.30cm3/g；2)孔径范围在2
‑
4nm的孔容积大于微孔容积的20％；3)介孔容积大于等于0.05cm3/g且小于等于0.20cm3/g。
[0017]应用本专利技术的技术方案，符合本申请总孔容体积和比表面特征的活性炭对含蒽醌类染料的吸附性能优异，因而适合用于此类染料废水处理，不仅为提供染料废水处理提供了合适规范和标准的活性炭，而且为此类通途的活性炭的制备和生产提供了参数指标，利于量化生产。
具体实施方式
[0018]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0019]如
技术介绍
所提到的，活性炭因其良好的性能，具有应用于去除水中染料污染物的潜力。但需要控制活性炭的孔径才能使其适宜吸附染料。而在含蒽醌类染料废水处理领域，活性炭的使用经验较少，限制了该领域专用活性炭的制备及其应用。为了改善这一现状，本申请的专利技术人试图找到适合用于此类染料吸附的活性炭的特性。因此本专利技术申请人制备并测试了多种活性炭对不同染料的吸附能力后，进行总结分析，并找到了活性炭吸附含蒽醌类染料时的适宜孔径结构分布特征。具体如下：
[0020]含蒽醌类染料废水处理用活性炭应包含发达的微孔结构，且直径在2
‑
4nm范围内的微孔容积应大于其微孔总容积的20％，具体应包括如下内容：
[0021]1)染料废水处理用活性炭为满足下述要求且应用于染料废水处理的活性炭；
[0022]2)染料废水处理用活性炭的孔容积应大于0.60cm3/g且小于等于1.2cm3/g，，且比表面积应大于1100m2/g且小于等于1700m2/g。
[0023]3)上述内容2所述的孔容积中，微孔容积应不小于0.30cm3/g。其中其孔径范围在
2
‑
4nm的孔容积应大于微孔容积的20％。介孔容积应不小于0.05cm3/L且不大于0.20cm3/L。微孔指D(孔径)≤4nm的吸附孔，介孔指4nm≤D≤100nm的吸附孔。
[0024]4)本专利技术所述步骤内容2)和3)中，微孔容积可采用氮气吸附法测试；上述内容2中，比表面积可用BET法测试。本专利技术的第二个技术方案是染料废水处理用活性炭孔径分布的应用，应用于废水处理领域，且应符合相应用炭标准的要求。
[0025]本专利技术所给出的上述吸附含蒽醌类染料污染物时活性炭的适宜孔径结构与分布特征，为日后此类染料废水处理用活性炭标准化生产提供量化指导。
[0026]需要说明的是，如果未进行特殊说明，本申请中的染料、含蒽醌类染料均是指含蒽醌类染料。
[0027]基于上述研究，在本申请第一种典型的实施方式中，提供了一种含染料废水的处理方法，该处理方法包括：采用活性炭对含含蒽醌类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含染料废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：采用活性炭对所述含蒽醌类染料废水中的含蒽醌类染料进行吸附过滤，其中，所述活性炭的孔容积大于0.60cm3/g且小于等于1.2cm3/g，且比表面积应大于1100m2/g且小于等于1700m2/g。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述活性炭还包括如下特征：1)微孔容积大于等于0.30cm3/g；2)孔径范围在2
‑
4nm的孔容积大于微孔容积的20％；3)介孔容积大于等于0.05cm3/g且小于等于0.20cm3/g。3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述含蒽醌类染料废水中所述含蒽醌类染料的浓度为小于等于200mg/L。4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述活性炭在20℃～40℃，优选30℃～35℃下对所述含蒽醌类染料废水中的所述含蒽醌类染料进行吸附过滤1～120min，优选10～60min，更优选20～45min。5.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，加入所述含蒽醌类染料废水中的所述活性炭的终浓度为0.05g/L～0.5g/L。6.根据权利要求1或2所述的处理方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻荣福，杜辉辉，徐飞，陆晓东，曾旭旭，赵振疆，马成业，闫志富，李建瑞，王宇翔，王喆，
申请(专利权)人：国家能源集团新疆能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：