[发明专利]一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法

说明书

本发明涉及一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，低共熔溶剂是由氢键受体和氢键供体组合而成的两组分共熔物，该方法中的低共熔溶剂由两组分组成，组分1为乙二醇，组分2为1，8二氮杂双环[5.4.0]十一碳‑7‑烯，组分1与组分2的摩尔比为4∶1。碳材料由芦苇与低共熔溶剂按照质量比1∶2混合灼烧制备而来，利用碳材料对废水中碘和染料进行吸附，吸附温度为25摄氏度～40摄氏度，吸附时间为1小时～8小时。本发明提供一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，该方法成本低廉、绿色环保、吸附高效且操作简单，具有实际应用意义。

技术领域

本发明涉及一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，属于碳材料在废水处理领域的应用。

背景技术

放射性碘(如碘-129)为核废水和核事故产生的有害成分之一，具有致癌性。三哩岛核事故、切尔诺贝利核事故、福岛核事故等核事故都产生大量的核废水。2021年4月13日，日本官方决定将核废水排放到太平洋使得核废水的处理问题越来越受到人们的关注。染料大多数由多苯环取代化合物构成，毒性较大且难降解，全世界每年有大量的染料因处理不当被排放到湖泊、河流中，在破坏环境的同时也会对人类赖以生存的水源带来一定的威胁。因此制备一种新型的吸附剂来实现对废水中碘和染料的高效吸附具有重大意义。

芦苇为雄安新区白洋淀生长的主要植物，曾经为当地人的收入来源之一。由于经济的转型，当地人对芦苇的利用越来越少，大量的芦苇未被利用而自然腐烂对白洋淀水质产生一定的污染，因此芦苇成为雄安新区主要的固体废弃物之一。低共熔溶剂是由氢键受体和氢键供体组合而成的两组分共熔物，具有成本低廉、原子利用率高、生物可降解性强、合成简便等优点，被称为“21世纪的绿色溶剂”。因此利用芦苇和低共熔溶剂来制备碳材料对芦苇固体废弃物的绿色资源化利用具有重要意义，能够促进京津冀协同发展和雄安新区的建设。

传统的处理废水中碘和染料的方法存在成本高、效率低、操作复杂等问题，本发明提供了一种利用基于生物质芦苇和低共熔溶剂制备的一种新型的碳材料来对废水中碘和染料进行吸附处理的方法，该方法成本低廉、吸附高效、操作简单，对废水处理和芦苇固体废弃物的资源化利用具有重要的实际应用价值。

发明内容

本发明提供了一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，该方法简捷方便、成本低廉、效率高，对废水处理和芦苇固体废弃物的资源化利用具有重要的实际应用价值。

本发明采取的技术方案是一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，包括以下步骤：

1)利用芦苇和低共熔溶剂制备碳材料；

2)利用碳材料对废水中碘和染料进行吸附；

3)利用分光光度法测定吸光度并计算吸附率。

优化的，上述一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，在步骤1)中，低共熔溶剂是摩尔比为4∶1的乙二醇∶1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)。

优化的，上述一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，在步骤1)中，芦苇原料为经过自然干燥、粉碎多次的芦苇粉末。

优化的，上述一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，在步骤1)中，芦苇∶低共熔溶剂按照质量比1∶2搅拌混合。

优化的，上述一种基于芦苇和低共熔溶剂的碳材料的制备及其对废水中碘和染料高效吸附的方法，在步骤1)中，将芦苇和低共熔溶剂的混合物放入坩埚并置于马弗炉中在500摄氏度下灼烧2小时。