一种鱼鳞提取羟基磷灰石吸附剂的制备方法及其在治理含染料水溶液中的应用

文档序号:31053905发布日期:2022-08-06 10:12阅读:38来源:国知局

1.本发明涉及污水治理领域,具体涉及一种鱼鳞提取羟基磷灰石吸附剂的制备方法及其在治理含染料水溶液中的应用。


背景技术:

2.由于纺织业的不断发展,含染料的废水排放也日益增多。这些废水会严重污染水体,造成环境的污染。同时染料也具有很强的致癌性,会对人体造成极大的损害。所以,水体中染料的去除成为了研究人员关注的重点。
3.在染料污染治理方面,已经有光降解法、膜分离法、氧化法、辐射法、萃取法和吸附法等方法被用于处理污水中的染料。其中,吸附法因其成本低、效率高、操作简单而被广泛使用。研究人员也研究出许多能够用于吸附水体中染料的材料,包括粘土、沸石、活性炭、壳聚糖、生物炭和羟基磷灰石等。
4.羟基磷灰石是一种天然的,具有良好的生物相容性的天然化合物。羟基磷灰石不仅来源广泛,且对生物安全无毒又因其固有的化学特性,如热稳定性和化学稳定性、低溶解度、吸附能力和离子交换能力等,使其在废水处理领域作为去除有害污染物的有效吸附剂和稳定介质。
5.研究发现,羟基磷灰石对染料有一定的吸附能力。但由于现在商业合成的羟基磷灰石表面积小,粒径大等原因对染料的吸附效果不明显。为了增强羟基磷灰石的染料吸附能力需要新的合成羟基磷灰石的方法。传统生产羟基磷灰石通常使用化学合成的方法,耗能大,浪费资源较多,合成价格高昂。因此需要一种价格低廉,合成方式简单,耗能少的提取羟基磷灰石的方法。从天然的食品废弃物中提取羟基磷灰石极大的丰富了羟基磷灰石的原料来源,而这些被人们丢弃的废弃物也被二次利用,具有更好的经济效益。


技术实现要素:

6.为了解决现有工艺中存在的问题,本发明提供了一种鱼鳞提取羟基磷灰石吸附剂的制备方法及其在治理含染料水溶液中的应用,其鱼鳞羟基磷灰石吸附剂,操作简单,环境友好,吸附效率高,工艺要求低,并将其运用于分离水溶液中的染料。
7.本发明是通过以下技术方案实现的:
8.一种鱼鳞提取羟基磷灰石吸附剂的制备方法,以草鱼鱼鳞为原料,加入盐酸洗涤去除蛋白,用蒸馏水洗至中性,加入氢氧化钠洗涤,用蒸馏水洗至中性,加入氢氧化钠加热,去离子水洗至中性,最后干燥得到羟基磷灰石吸附剂。
9.作为本发明最优选的实施例,一种鱼鳞提取羟基磷灰石吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
10.(1)称取500g鱼鳞,使用蒸馏水洗涤至无血水放置于烧杯中;
11.(2)配置0.1mol/l的盐酸溶液加入步骤(1)的烧杯中,搅拌1小时,除去蛋白质并用
蒸馏水将鱼鳞洗涤至中性;
12.(3)向步骤(2)洗净的鱼鳞中加入1l 5%的氢氧化钠溶液加热搅拌5小时,除去蛋白质及杂质并使用蒸馏水洗涤至中性;
13.(4)向步骤(3)制得的产物中加入200ml 50%的氢氧化钠溶液,继续加热搅拌1小时,使产物与鱼鳞充分反应提取出羟基磷灰石;
14.(5)用大量去离子水洗至中性,去除多余的氢氧化钠,干燥即得羟基磷灰石吸附剂。
15.作为本发明最优选的实施例,所述步骤(2)中盐酸溶液的浓度为0.1mol~1mol/l。
16.作为本发明最优选的实施例,所述步骤(2)中盐酸溶液的浓度为0.1mol/l。
17.作为本发明最优选的实施例,所述步骤(3)中的加热温度为50~100℃。
18.作为本发明最优选的实施例,所述步骤(4)中的加热温度为70℃。
19.作为本发明最优选的实施例,所述步骤(5)中采用的干燥方式为冷冻干燥、热风干燥、自然晾干或冷冻干燥。
20.一种鱼鳞提取羟基磷灰石吸附剂在治理含染料水溶液中的应用。
21.作为本发明最优选的实施例,所述染料水溶液为酸性品红水溶液。
22.作为本发明最优选的实施例,在25ml浓度为100mg/l的酸性品红水溶液中加入5mg羟基磷灰石吸附剂,在180rpm,30℃条件下,充分震荡吸附24h,制得所述染料水溶液。
23.相比现有技术,本发明具有如下有益效果:
24.(1)本发明所得的羟基磷灰石吸附剂对水中酸性品红的吸附能力较高,能达478mg/g以上。
25.(2)本发明羟基磷灰石吸附剂制备步骤少,操作简单、快速,可大规模生产。
具体实施方式
26.以下对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
27.本发明去除水体中酸性品红的吸附剂,按下述方法制备,以草鱼鱼鳞为原料,加入盐酸洗涤,除去蛋白质,加入一定量的氢氧化钠溶液洗去蛋白质加热并进行提取,产物经大量去离子水洗至中性后,干燥即得该吸附材料。
28.本发明鱼鳞提取羟基磷灰石吸附剂的制备方法,具体制备步骤如下,
29.(1)称量500g鱼鳞用蒸馏水洗涤至无血水;
30.(2)配制0.1~1mol/l的盐酸溶液;
31.(3)配制5%,50%的氢氧化钠溶液;
32.(4)往洗净鱼鳞中加入1l盐酸搅拌1小时除去蛋白质并使用大量蒸馏水洗涤至中性;
33.(5)加入5%氢氧化钠加热搅拌5小时并使用大量蒸馏水洗涤至中性。
34.(6)加入50%氢氧化钠加热搅拌1小时使用大量去离子水洗涤至中性后,干燥既得羟基磷灰石吸附剂成品。
35.本发明去除水中酸性品红的方法,先将待测水体中的酸性品红浓度配制成100mg/
l,并加入5.0mg羟基磷灰石吸附剂,吸附24h。
36.一种羟基磷灰石吸附剂在治理含酸性品红水溶液中的应用。在100mg/l的酸性品红水溶液中加入5mg羟基磷灰石吸附剂,在180rpm,30℃条件下,充分震荡吸附24h。
37.实施例1:
38.(1)称量500g草鱼鱼鳞用蒸馏水洗至无血水;
39.(2)配制0.1mol/l的盐酸溶液;
40.(3)往洗净鱼鳞中加入1l盐酸搅拌1小时除去蛋白质并使用大量蒸馏水洗涤至中性;
41.(4)配制5%,50%的氢氧化钠溶液;
42.(5)加入5%氢氧化钠加热到70℃搅拌5小时并使用大量蒸馏水洗涤至中性。
43.(6)加入50%氢氧化钠加热搅拌1小时使用大量去离子水洗涤至中性后,冻干既得羟基磷灰石吸附剂成品。
44.吸附结果:
45.称取5.0mg鱼鳞羟基磷灰石吸附剂于含25ml,浓度为100mg/l的酸性品红溶液的锥形瓶中,30℃,180rpm条件下震荡24h后,使用分光光度计测定水溶液中酸性品红的含量,从而计算鱼鳞羟基磷灰石吸附剂对水溶液中酸性品红的吸附能力。酸性品红的吸附能力达478mg/g。
46.实施例2:
47.本实施例的鱼鳞羟基磷灰石吸附剂的制备方法与实施例1不同之处在于:(2)中配制0.5mol/l的盐酸溶液,其余步骤均相同。
48.吸附结果:本实施例中吸附条件与实施例1中条件相同。酸性品红的吸附能力达386mg/g。
49.实施例3:
50.本实施例的鱼鳞羟基磷灰石吸附剂的制备方法与实施例1不同之处在于:(2)中配制1mol/l的盐酸溶液,其余步骤均相同。
51.吸附结果:本实施例中吸附条件与实施例1中条件相同。酸性品红的吸附能力达356mg/g。
52.实施例4:
53.本实施例的鱼鳞羟基磷灰石吸附剂的制备方法与实施例1不同之处在于:(5)加入5%氢氧化钠加热到50℃搅拌5小时并使用大量蒸馏水洗涤至中性。其余步骤均相同。
54.吸附结果:本实施例中吸附条件与实施例1中条件相同。酸性品红的吸附能力达423mg/g。
55.实施例5:
56.本实施例的鱼鳞羟基磷灰石吸附剂的制备方法与实施例1不同之处在于:(5)加入5%氢氧化钠加热到100℃搅拌5小时并使用大量蒸馏水洗涤至中性。其余步骤均相同。
57.吸附结果:本实施例中吸附条件与实施例1中条件相同。酸性品红的吸附能力达450mg/g。
58.实施例6:
59.本实施例的鱼鳞羟基磷灰石吸附剂的制备方法与实施例1不同之处在于:(6)加入
50%氢氧化钠加热搅拌1小时使用大量去离子水洗涤至中性后,烘干既得羟基磷灰石吸附剂成品。其余步骤均相同。
60.吸附结果:本实施例中吸附条件与实施例1中条件相同。酸性品红的吸附能力达430mg/g。
61.实施例7:
62.本实施例的鱼鳞羟基磷灰石吸附剂的制备方法与实施例1不同之处在于:(6)加入50%氢氧化钠加热搅拌1小时使用大量去离子水洗涤至中性后,风干既得羟基磷灰石吸附剂成品。其余步骤均相同。
63.吸附结果:本实施例中吸附条件与实施例1中条件相同。酸性品红的吸附能力达462mg/g。
64.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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