环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料领域，具体涉及环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂，还涉及该生 物吸附剂的其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 酸性品红作为典型水溶性品红染料，其结构中含对生物呈强抑制作用的苯环，并 且为高共轭分子体系，很难釆用生物方法将其降解成无机小分子。目前，针对此类印染废水 的研宄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技 术。这些方法大多因成本过高、操作繁琐、能耗大等一系列问题广泛应用受到限制。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宄人员需要关注的重要问题。
[0003] 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，只 有少部分被用作纤维板的原材料，其他大多被用作燃料焚烧或闲置掉了，造成了大量的资 源浪费。花生壳在物理结构上孔隙率较高，具有较大的比表面积，并且花生壳中含有大量木 质素、纤维素、半纤维素等成分，富含羟基、羧基等活性官能团，可以与品红染料通过离子交 换方式进行结合，用于品红染料的废水处理。但是，直接将花生壳用于处理品红染料，由于 其表面活性组分含量较少，吸附能力不甚理想，同时由于可溶性有机物质的溶解会导致水 中化学耗氧量增加，并且花生壳的物理强度较差，没有足够强度用于废水处理。化学改性能 够改变，不但可以有效改善其物理强度，还可有效增强所制备材料的吸附效果。因此，有必 要对花生壳进行改性，获得适用于品红染料的生物吸附剂，不仅可有效降低废水的处理成 本，又能利用现有大量的廉价绿色资源，为农业废弃物的综合利用提供了新的途径。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的之一在于提供环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂，该吸 附剂对品红染料的吸附效果好，并且成本低廉；本发明的目的之二在于提供环氧氯丙烷改 性花生壳生物吸附剂的制备方法，其制备方法简单，不需要特殊特备，能够工业化生产；本 发明的目的之三在于提供环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂在去除品红染料中的应用；本 发明的目的之四在于提供环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂去除品红染料的方法，操作简 单。
[0005] 为解决上述发明目的，经研宄，本发明提供如下技术方案：
[0006] 1、环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂，由以下方法制备：将花生壳洗净、烘至恒 重、粉碎并筛分粒径小于100目的粉末，然后加入环氧氯丙烷和NaOH溶液，再在40°C条件下 反应30min，固液分离，收集滤渣并将滤渣水洗至中性，最后在50~70°C下烘至恒重，得环 氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂；
[0007] 所述环氧氯丙烷加入量按花生壳质量与环氧氯丙烷体积之比为I :10(g :ml)加 入，所述NaOH溶液加入量按加入后NaOH与花生壳的重量比为1:1。
[0008] 2、所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：将花生壳 洗净、烘至恒重、粉碎并筛分粒径小于100目的粉末，然后加入环氧氯丙烷和NaOH溶液，再 在40°C条件下反应30min，固液分离，收集滤渣并将滤渣，最后在50~70°C下烘至恒重，得 环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂；
[0009] 所述环氧氯丙烷加入量按花生壳质量与环氧氯丙烷体积之比为I :10(g :ml)加 入，所述NaOH溶液加入量按加入后NaOH与花生壳的重量比为1:1。
[0010] 3、所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂在去除废水中品红染料的应用。
[0011] 4、利用所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂去除废水中品红染料的方法，称取 所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂，然后加入相当于浓度低于l〇〇mg/ml的品红染料， 在pH为4~8、温度为20~50°C条件下吸附至少lOOmin。
[0012] 优选的，所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂添加量按每50ml品红染料添加 0. 12~0. 2g环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂。
[0013] 优选的，所述pH为6~6. 5。
[0014] 优选的，所述温度为40~50 °C。
[0015] 优选的，所述吸附的时间为110~150min。
[0016] 优选的，所述品红染料的浓度为81. 7~96. 8g/ml。
[0017] 本发明的有益效果在于：本发明公开了环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂，经改 性后花生壳表面活性组分含量增多，物理强度满足废水处理要求，对品红染料的吸附效果 好，在pH为4~8、温度为20~50°C条件下吸附至少IOOmin品红去除率达95%。并且利 用本发明制得的环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂去除品红，操作简单，并且可有效降低 废水的处理成本，同时能利用现有大量的廉价绿色资源，为农业废弃物的综合利用提供了 新的途径。
【具体实施方式】
[0018] 下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验 方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
[0019] 实施例1、环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂的制备
[0020] 环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0021] (1)收集花生壳并将花生壳用蒸馏水洗净，然后置于烘箱内烘至恒重，得预处理花 生壳；
[0022] (2)将步骤（1)所得预处理花生壳用粉碎机粉碎，粉碎后用筛分粒径小于100目的 粉末，记为花生壳粉，然后置干燥机内备用；
[0023] (3)将步骤（2)所得花生壳颗粒（5g)置于三口烧瓶中，按照花生壳粉与环氧氯丙 烷的质量体积之比为I :l〇(w/v，g/ml)加入环氧氯丙烷，再加入100mL浓度为I. 25mol/L的 NaOH溶液，然后置于水浴锅中40°C下冷凝回流30min，抽滤，粉渣用蒸馏水洗至流出液为中 性，最后在65°C下烘至恒重，得环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂。
[0024] 实施例2、环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂的吸附时间对品红去除率的影响
[0025] 准确称取实施例1制得的环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂0.1 g加入150mL规 格的锥形瓶中，然后加入50mL浓度100mg/L的品红溶液，调节pH值为6. 5,再置于30°C恒 温水浴振荡器、在转速为150转/min条件下振荡不同时间，测定残余液中品红浓度，计算出 去除率，结果如表1所示。
[0026] 表1、时间对环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂去除品红的影响
[0027]
【主权项】
1. 环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂，其特征在于，由以下方法制备：将花生壳洗净、 烘至恒重、粉碎并筛分粒径小于100目的粉末，然后加入环氧氯丙烷和NaOH溶液，再在40°C 条件下反应30min，固液分离，收集滤渣并将滤渣水洗至中性，最后在50~70°C下烘至恒 重，得环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂； 所述环氧氯丙烷加入量按花生壳质量与环氧氯丙烷体积之比为1 :1〇,所述NaOH溶液 加入量按加入后NaOH与花生壳的重量比为1:1。
2. 权利要求1所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂的制备方法，其特征在于，包括 如下步骤：将花生壳洗净、烘至恒重、粉碎并筛分粒径小于100目的粉末，然后加入环氧氯 丙烷和NaOH溶液，再在40°C条件下反应30min，固液分离，收集滤渣并滤渣水洗至中性，最 后在50~70°C下烘至恒重，得环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂； 所述环氧氯丙烷加入量按花生壳质量与环氧氯丙烷体积之比为1 :1〇,所述NaOH溶液 加入量按加入后NaOH与花生壳的重量比为1:1。
3. 权利要求1所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂在去除废水中品红染料的应用。
4. 利用权利要求1所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂去除废水中品红染料的方 法，其特征在于：称取所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂，然后加入相当于浓度低于 lOOmg/ml的品红染料，在pH为4~8、温度为20~50°C条件下吸附至少lOOmin。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂 添加量按每50ml品红染料添加0. 12~0. 2g环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述pH为6~6.5。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述温度为40~50°C。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述吸附的时间为110~150min。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述品红染料的浓度为81. 7~96. Sg/ ml 〇
【专利摘要】本发明公开了环氧氯丙烷改性花生壳生物吸附剂及其制备方法和应用，吸附剂由花生壳经洗净、烘至恒重、粉碎并筛分粒径小于100目的粉末，然后加入环氧氯丙烷和NaOH溶液，再在40℃下反应30min，固液分离，收集滤渣并将滤渣水洗至中性，最后在50～70℃下烘至恒重而得，制得的吸附剂孔径多，表面活性组分多，并且能够改善花生壳的物理强度，对品红染料的吸附效果好，吸附率高于95％，并且利用本发明的方法去除品红染料，操作简单、成本低廉，无二次污染，具有产业化前景。
【IPC分类】B01J20-30, B01J20-24, C02F1-28
【公开号】CN104874363
【申请号】CN201510217417
【发明人】宋应华, 许惠, 苏印
【申请人】重庆工商大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月30日