[发明专利]一种木质纤维素与钙基蒙脱土复合的染料废水吸附剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附剂，尤其涉及一种木质纤维素与钙基蒙脱土复合的染料废水吸附剂。

背景技术

到目前为止，染料废水常用的处理方法有絮凝沉淀法、臭氧氧化法、光催化法、膜分离法和吸附法等，其中，吸附法由于不会引入新的污染物，能耗较低且能从废水中富集分离有机污染物，因而受到人们的广泛关注。

当前使用最多的吸附剂是活性炭，因其多孔、比表面积大的性质使其具有良好的吸附性能。但由于活性炭价格昂贵，为了节约成本，现在一般使用两种或两种以上材料制备的复合材料吸附剂，不但可以克服单一吸附材料使用时的不足之处，而且还会产生一些新的性能。目前，复合材料吸附剂已在世界各国得到了最广泛的应用，并取得了很好的效果。

但是传统吸附剂存在诸多不足，迫使人们研究和寻找价格低廉、对环境无污染、无毒和无害的新型吸附剂。开发无毒、高效和实用的吸附剂制备方法，不但可以降低生产成本，同时对保护人类生态环境和充分利用现有资源意义深远。目前研究较多的包括聚乙烯/蒙脱土、聚丙烯/蒙脱土、壳聚糖/蒙脱土和壳聚糖/有机蒙脱土吸附剂等，本发明中的木质纤维素/钙基蒙脱土吸附剂具有来源丰富，价格低廉，对环境友好且不造成二次污染等特点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新型的染料废水吸附剂，该吸附剂是通过采用木质纤维素与钙基蒙脱土的复合得到的，具有价格低廉，制备工艺简单，环境污染小、安全性能高等优点，是一种无毒、高效、实用的新型染料废水吸附剂。

本发明的目的还在于提供上述染料废水吸附剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种染料废水吸附剂，其是由木质纤维素和钙基蒙脱土复合而成的，是一种木质纤维素/钙基蒙脱土复合材料，其中，木质纤维素与钙基蒙脱土的质量比为0.25∶1至2∶1。

根据本发明的具体技术方案，上述染料废水吸附剂可以是通过溶液插层法制备的，优选地，在该染料废水吸附剂中，木质纤维素插层进入钙基蒙脱土的片层之间。

根据本发明的具体技术方案，优选地，上述染料废水吸附剂的粒度为200目以下，即可以通过200目的网筛。

本发明还提供了上述染料废水吸附剂的制备方法，其是采用溶液插层法来制备本发明的染料废水吸附剂，该制备方法可以包括以下步骤：

将木质纤维素与氢氧化钠溶液混合并搅拌，得到木质纤维素悬浮液；

将钙基蒙脱土与水(优选为蒸馏水)混合并搅拌，得到钙基蒙脱土悬浮液；

将木质素悬浮液与钙基蒙脱土悬浮液混合，加热使其反应；

将反应产物洗涤至中性，烘干，研磨得到木质纤维素与钙基蒙脱土复合材料，即染料废水吸附剂。

在本发明提供的上述制备方法中，优选地，氢氧化钠溶液的浓度为10-30wt％。

在本发明提供的上述制备方法中，优选地，木质纤维素的质量与氢氧化钠溶液的体积的比例可以控制为1∶10-1∶50(优选为1∶30)，单位分别为g和mL。

在本发明提供的上述制备方法中，优选地，钙基蒙脱土的质量与水的体积的比例可以控制为1∶10-1∶50(优选为1∶30)，单位分别为g和mL。

在本发明提供的上述制备方法中，优选地，加热的温度可以控制为30-90℃，时间可以控制为2-10h。

本发明所提供的上述染料废水吸附剂尤其适合于含有刚果红等染料的废水的吸附。

本发明所提供的上述染料废水吸附剂及其制备方法具有以下优点：通过将木质纤维素和钙基蒙脱土结合制备得到的有机-无机复合材料具有价格低廉、原料来源丰富、对环境友好不造成二次污染等特点，并且，本发明所提供的染料废水吸附剂对于染料的吸附性能优于单独的木质纤维素和钙基蒙脱土，该染料吸附剂通过溶液插层复合法进行制备，工艺简单，可以节约能耗，所需设备也比较简单。另外，本发明所提供的木质纤维素和钙基蒙脱土复合的染料废水吸附剂的制备对充分利用我国丰富的木质纤维素和蒙脱土资源，保护环境具有重要的意义，同时为蒙脱土资源的高值化利用开辟了新的途径。

附图说明

图1为不同的染料废水吸附剂对废水中的刚果红染料的吸附量与木质纤维素和钙基蒙脱土的质量比的关系曲线；

图2为不同的染料废水吸附剂对废水中的刚果红染料的吸附量与加热反应温度的关系曲线；

图3为不同的染料废水吸附剂对废水中的刚果红染料的吸附量与加热反应时间的关系曲线；

图4为不同的染料废水吸附剂对废水中的刚果红染料的吸附量与NaOH溶液浓度的关系曲线；