[发明专利]一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境、工业废弃物处理、工业污染减排等领域，具体为一种高效吸附阳离子染料(如：次甲基蓝、结晶紫等)的粉煤灰基吸附剂的制备方法。

背景技术

染料废水是一类在生产染料和颜料过程中排放出的废水。由于染料废水的排放量大且排放具有间歇性，水质不稳定，属于非常难处理的工业废水。据统计，全球每年会生产超过700000吨的10000多种染料，其中20％的染料会在纺织品染色和后处理过程中不经过任何处理就被当作工业废水排出。染料的种类繁多，其中阳离子染料是一种在水溶液中易解离成带正电荷有色离子的染料。阳离子染料的水溶性好、分子量小、与水分子的结合能力强，其产生的废水成分复杂、盐分和COD含量高，呈酸性，并且色度能达到几万倍至几十万倍，难以生化降解。

在处理染料废水的众多方法中，物理吸附法简便易行、占地面积小、处理效果显著。物理吸附法的核心技术是吸附剂的制备。例如，活性炭是良好的废水吸附剂，并且对阳离子染料的吸附量可观。然而受限于活性炭较高的制造成本，商业化推广阻力较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法，以粉煤灰为原料，采用碱熔水热合成法合成的粉煤灰基吸附剂，对次甲基蓝、结晶紫等阳离子具有非常高效的吸附性能，工艺简单，生产成本低廉，具有高附加值，并且有利于环境保护。

本发明的技术方案是：

一种高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将粉煤灰与硅源、强碱按照Si/Al摩尔比＝1～25、碱灰质量比0.5～2混合后，在450℃～600℃下高温焙烧1～2h，得到熟料；

(2)熟料经冷却研磨干燥提纯后，按照熟料、氨水和模板剂重量比为1:1～2:0.1～0.3加入氨水和模板剂，并搅拌2～4h，使用弱酸调整混合液pH值为9～12，并继续搅拌2～8h；

(3)将混合液转移至高压反应釜中，在90～130℃下晶化48～90h，经过滤、洗涤、干燥后放入高温炉中，加热至350℃～600℃焙烧3～10h，去除模板剂得到粉煤灰基吸附剂。

所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法，步骤(1)所述的强碱为氢氧化钾或氢氧化钠。

所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法，步骤(1)所述的硅源为二氧化硅或硅酸钠。

所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法，步骤(2)所述的模板剂为十六烷基三甲基溴化铵CTAB，所述的弱酸为冰乙酸。

所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法，粉煤灰基吸附剂具有很高的次甲基蓝吸附能力，在pH值在2～11范围内，温度在30～60℃范围内，对次甲基蓝去除率在70％以上，样品的次甲基蓝吸附能力在1000mg/g以上。

所述的高效吸附染料的粉煤灰基吸附剂的制备方法，粉煤灰基吸附剂对结晶紫染料具有较高的吸附能力，在pH值在2～11范围内，温度在30～60℃范围内，对结晶紫去除率在70％以上，样品的结晶紫吸附能力在350mg/g以上。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明以粉煤灰作为原料，采用碱熔水热合成法制备出的吸附剂，不仅有高效的工业阳离子吸附能力，而且经济性和环保性上具有其他吸附剂无法比拟的巨大优势，可广泛应用于阳离子染料污水的治理。

2、本发明方法所得粉煤灰基吸附剂具有很高的次甲基蓝吸附能力，对次甲基蓝去除率甚至能够达到90％以上，样品的次甲基蓝吸附能力甚至可超过1300mg/g。另外，粉煤灰基吸附剂对结晶紫染料具有较高的吸附能力。

具体实施方式

在具体实施过程中，采用上海精密科学仪器有限公司生产的紫外可见光分光光度计(型号723N)测定吸附剂对染料吸附前后上清液中染料的浓度，并计算吸附率和平衡吸附量。

下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。

实施例1