[发明专利]一种天然层状硅酸盐纳米微粒与生物炭二级吸附去除阳离子染料的方法

说明书

本发明涉及一种天然层状硅酸盐纳米微粒与生物炭二级吸附去除阳离子染料的方法，包括以下步骤：制备纳米硅酸盐浆液，其主要成分为天然层状硅酸盐纳米微粒；向阳离子染料废水中投加纳米硅酸盐浆液，利用纳米硅酸盐浆液中的天然层状硅酸盐纳米微粒对阳离子染料进行一级吸附；一级吸附充分进行后，再投加生物炭微粒，利用生物炭微粒对混合液中的天然层状硅酸盐纳米微粒和阳离子染料进行二级吸附；二级吸附充分进行后，对混合液进行固液分离，得到上清液。本发明的突出特点是：天然层状硅酸盐矿物和生物炭均来源丰富，价格低廉。该方法操作简单，易控制；吸附脱色效果好，吸附容量是生物炭吸附容量的20多倍，性价比高。应用方便。

技术领域

本发明属于有机废水吸附处理技术领域，具体的说涉及一种天然层状硅酸盐纳米微粒与生物炭二级吸附高效经济去除阳离子染料的方法。

背景技术

生物炭以其良好的吸附性和低廉的价格受到广泛的关注和应用。利用生物炭的吸附性能去除阳离子型染料的方法主要有二类：第一类直接用生物炭吸附，其不足是吸附容量较小；第二类是对生物炭表面进行改性提高其吸附性能，但吸附容量的提高是有限的。纳米微粒具有比生物炭更高的能量和更大的比表面积，相应吸附性能更强。但因其不易沉降，难以达到100%的去除率，因此不适宜单独作为吸附材料使用。目前的方法是将纳米微粒（常用铁氧化物）负载于生物炭上提高生物炭对于有机分子的吸附性能，虽然吸附容量比生物炭或改性生物炭得到较大提高，但是纳米微粒负载于生物炭表面的同时减少了纳米微粒的表面积，从而减小了纳米微粒对于染料的吸附能力。此外铁氧化物等纳米微粒通过化学反应制备，程序较为复杂、成本较高，对阳离子染料的吸附容量没有天然层状硅酸盐纳米微粒的大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种天然层状硅酸盐纳米微粒与生物炭联合二级吸附去除阳离子染料的方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种天然层状硅酸盐纳米微粒与生物炭联合二级吸附去除阳离子染料的方法，包括以下步骤：

步骤1，制备纳米硅酸盐浆液，其主要成分为天然层状硅酸盐纳米微粒；

步骤2，向阳离子染料废水中投加纳米硅酸盐浆液，利用纳米硅酸盐浆液中的天然层状硅酸盐纳米微粒对阳离子染料进行一级吸附；

步骤3，一级吸附充分进行后，再投加生物炭微粒，利用生物炭微粒对混合液中的天然层状硅酸盐纳米微粒和阳离子染料进行二级吸附；

步骤4，二级吸附充分进行后，对混合液进行固液分离，得到上清液。

上述步骤1中，纳米硅酸盐浆液的制备方法具体为：将天然层状硅酸盐材料研磨筛分得到粒径小于0.1mm的微粒，称取一定量该微粒加水研磨制备纳米硅酸盐浆液，其中硅酸盐纳米微粒质量百分比为0.05%～55%。

上述步骤2中，按质量比阳离子染料:天然层状硅酸盐纳米微粒=1:1~1:100投加纳米硅酸盐浆液，并摇匀或搅拌均匀。

上述步骤3中，生物炭微粒的粒径小于1mm。

上述步骤3中，按质量比阳离子染料:生物炭微粒=1:1~1:10投加生物炭微粒，振荡或搅拌0.05h~2h。

上述步骤4中，采用离心分离法进行固液分离，离心转速大于2800r/min，离心时间为3~20min；或若采用重力沉降分离法进行固液分离，重力沉降0.4h~2h。

与现有技术相比，本发明的突出特点是：

天然层状硅酸盐材料和生物炭原料来源广泛、制备成本低廉；二者联合二级吸附去除阳离子染料的方法简单、易于操作，沉淀含水率低、固液分离效果好；充分利用纳米微粒的有效比表面和生物炭的微孔与表面，吸附去除效率高；纳米微粒的使用使得生物炭对阳离子染料的吸附容量增加了20多倍。

附图说明