[发明专利]胭脂红染料吸附剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性花生壳吸附剂，具体涉及一种处理胭脂红染料吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国年产花生荚果约600万吨，花生加工过程中，会产生约200万吨的花生壳，这些花生壳只有少部分被用作纤维板的原材料，其他大多被闲置或用作燃料焚烧掉，从而造成大量的资源浪费，于是人们开始寻求花生壳的合理利用途径。考虑到花生壳孔隙率较高，具有较大的比表面积，并且花生壳含有的木质素、纤维素、半纤维素等成分表面含有羟基、羧基等活性官能团，因此，人们将其用作吸附剂来处理废水中的染料，然而如果直接使用的话，吸附效果并不理想，究其原因在于表面活性组分含量较少，可溶性有机物质的溶解会导致水中化学耗氧量增加，同时对于花生壳而言，其物理强度较差，通常没有足够强度用于废水处理。因此，人们考虑进一步通过化学改性来提高花生壳的吸附效果。

胭脂红，又名食用赤色102号(日本)、食用红色7号、丽春红4R、大红、亮猩红，为水溶性偶氮类染料，是苋菜红的异构体。胭脂红(Ponceau 4R)是目前我国使用最广泛、用量最大的一种单偶氮类人工合成色素。近年来，有报道指出，胭脂红与欧盟标准禁用的苏丹红Ⅰ同属于偶氮类色素，偶氮化合物在体内可代谢生成致突变原前体---芳香胺类化合物，另外其结构中的苯环对生物呈强抑制作用，因此，很难釆用生物方法将胭脂红降解成无机小分子，进而需要对该染料废水进行进一步的深度处理，以降低其对环境的污染。目前，针对此类印染废水的研究主要集中在物理吸附、化学试剂氧化、膜处理、光催化氧化以及微生物降解处理等方面，但这些方法大多存在成本过高、操作繁琐、能耗大等问题，导致其推广应用受到限制。因此，寻求一种价廉、高效、无污染、操作方便的吸附剂是当前研究人员重点关注的问题。

因此，使用废弃农业生物材料花生壳为基材制备吸附剂，对废水中胭脂红进行吸附脱色研究具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种处理胭脂红染料废水的改性花生壳吸附剂，所述吸附剂能够大幅度去除废水中的胭脂红；本发明还提供了该吸附剂的制备方法及应用。

本发明采取以下技术方案实现上述发明目的：

1、改性花生壳吸附剂，所述改性花生壳吸附剂的制备步骤如下：

(1)将花生壳清洗后粉碎，过100目筛；

(2)取过筛后花生壳粉，加入体积为花生壳粉重量15倍的环氧氯丙烷，混匀，再加入NaOH溶液进行反应，反应完毕后过滤，水洗至中性，烘干，得环氧基纤维素醚中间体；

(3)取环氧基纤维素醚中间体与乙二胺混合，加入Na₂CO₃溶液并在45～85℃条件下进行反应，反应1～5h后过滤，水洗至中性，烘干，得改性花生壳吸附剂；所述环氧基纤维素醚中间体与乙二胺的混合比例按重量体积比计为1：0.5～1.5。

进一步，所述步骤(2)中所述反应的温度为45℃，反应的时间为2h。

进一步，所述步骤(2)中所述NaOH溶液中NaOH的含量与花生壳粉加入量的重量比为1:1.8。

进一步，所述步骤(2)和(3)中所述烘干为在50～70℃条件下烘干。

进一步，所述步骤(3)中所述反应的温度为65℃，反应的时间为1h，所述环氧基纤维素醚中间体与乙二胺的混合比例按重量体积比计为1：1。

进一步，所述步骤(3)中所述Na₂CO₃溶液中Na₂CO₃的含量与环氧基纤维素醚中间体加入量的重量比为1:0.53。

2、改性花生壳吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将花生壳清洗后粉碎，过100目筛；

(2)取过筛后花生壳粉，加入体积为花生壳粉重量15倍的环氧氯丙烷，混匀，再加入NaOH溶液进行反应，反应完毕后过滤，水洗至中性，烘干，得环氧基纤维素醚中间体；

(3)取环氧基纤维素醚中间体与乙二胺混合，加入Na₂CO₃溶液并在45～85℃条件下进行反应，反应1～5h后过滤，水洗至中性，烘干，得改性花生壳吸附剂；所述环氧基纤维素醚中间体与乙二胺的混合比例按重量体积比计为1：0.5～1.5。

3、改性花生壳吸附剂在处理胭脂红染料废水中的应用。