[发明专利]板栗壳作为吸附剂的应用

说明书

技术领域

本发明属于吸附剂技术领域，涉及一种利用吸附剂去除废水中活性红15的方法，特别是涉及一种利用板栗壳吸附剂去除废水中活性红15的方法。

背景技术

活性红15是水溶性的活性染料，属于偶氮类染料，广泛应用于印染、制革、造纸、塑料等行业。由于具有偶氮键及苯环结构，偶氮染料化学性质较稳定，废水成分复杂，是公认的难处理的高浓度有机废水，而且偶氮染料及其降解中间产物大多数具有三致性（即致畸、致癌、致突变），若未经处理直接排放将给生态环境带来严重危害。目前染料废水的处理方法主要有混凝、膜分离、电化学、化学氧化、光催化氧化等方法，但其实际应用均受到成本和脱色效果等因素的制约，如化学氧化法不仅成本高，还易产生二次污染。近年来，生物吸附法因其具有廉价、高效、不产生二次污染等明显优点而受到广泛关注。工农业废弃物具有易获取、来源广泛且成本低等特点，成为具有很好应用前景的吸附剂。

中国是板栗的第一生产大国，板栗在我国的种植范围遍及20余省，2010年我国板栗产量达到约16.2万吨，且产量逐年增加。板栗壳是食品加工行业的废弃物，每年栗区有大量废弃的板栗壳被随地焚烧或腐烂，既污染环境又易引发火灾。实际上，作为一种易获取、成本低的农业废弃物，板栗壳本身具有较多可键合有机物的官能团，如羰基、胺基及酚羟基等，这使其成为一种很有发展潜力的吸附材料。利用板栗壳制备吸附剂处理废水中活性红15，不仅开辟了板栗壳资源化利用的新途径，而且使受活性红15污染的废水得到净化，同时解决因废弃板栗壳的不当处理造成的环境污染问题。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种高效、低成本的板栗壳吸附剂及吸附活性红15染料的应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明将板栗壳吸附剂用于溶液中活性红15的吸附去除。

一般应用时，用蒸馏水洗涤板栗壳去除杂质后，在60～105℃条件下烘24～48h，用粉碎机将板栗壳破碎，筛选出600～1000μm的板栗壳颗粒，即得到板栗壳吸附剂。

上述板栗壳吸附剂用于溶液中活性红15的吸附去除优选条件为：将含活性红15的溶液调节pH为1～4（优选为1.0），加入板栗壳吸附剂，使得板栗壳吸附剂浓度为8～40g/L，吸附24～48小时后，过滤分离，滤液调至中性，排放。

活性红15溶液中活性红15的浓度优选为10～200mg/L。

板栗壳吸附剂用于溶液中活性红15吸附后碱性条件下解吸附再生是可行的。

本发明的有益效果是：采用本发明的板栗壳吸附剂用于含活性红15的溶液或废水处理，与混凝、膜分离、电化学、化学氧化等方法相比，对环境友好，不会产生二次污染，而且成本低。本发明所述的板栗壳吸附剂，对活性红15的吸附容量大（20℃，最大单分子层吸附量Q₀是7.56mg/g）、去除效果显著（活性红15的最高去除率可达96.42%）。本发明所述的吸附剂，易于获取，易于制备，廉价，高效，对环境友好，不仅使受活性红15污染的废水得到净化，而且为板栗壳的利用提供了新的途径，实现了板栗壳的资源化利用。

附图说明

图1为不同初始pH对板栗壳吸附剂吸附活性红15效果的影响；

图2为活性红15的吸附效果与本发明的板栗壳吸附剂用量的关系曲线；

图3为活性红15的吸附效果与活性红15初始质量浓度和反应时间的关系曲线；

图4为板栗壳吸附剂吸附活性红15的Langmuir吸附等温线；

图5为板栗壳吸附剂吸附活性红15的Freundlich吸附等温线；

图6为板栗壳吸附剂在吸附活性红15前后的红外光谱图。

具体实施方式

以下结合具体实施例子来进一步说明本发明，但本发明并不限制于实施例。

实施例1

取一定质量的板栗壳，用蒸馏水洗涤板栗壳去除杂质后，在60℃条件下烘48h，用粉碎机将板栗壳破碎，筛选出600～800μm的板栗壳颗粒，即得到板栗壳吸附剂。

取板栗壳吸附剂1.0g分别加入溶液pH值为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、9.0、11.0，50mL50mg/L的活性红15溶液中，于20℃下恒温水浴摇床中振荡（150转/分钟）24小时后，过滤分离，测定滤液中剩余活性红15的浓度。

根据以下公式计算吸附容量：