芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法
2023-08-04 21:24:21 1
專利名稱：芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法
技術領域：
本發明屬於生物吸附劑領域，特別涉及一種以芭蕉芋渣為原料的生物吸附劑的製備方法。該生物吸附劑可應用於金屬離子廢水、染料廢水的去除。
背景技術：
近年來，隨著國民經濟的發展與人們對環保問題的日趨重視，對電鍍廢水、印染廢水、製革廢水中的金屬離子和染料的深度處理已越來越重視。常用的化學法、離子交換法、 微生物法等處理方法處理高濃度金屬離子溶液和高濃度染料廢水時，效果較好，但在對低濃度的金屬離子和印染廢水的深度處理方面，存在著工藝複雜、成本較高等問題。需求高性價比的金屬離子或印染廢水深度處理劑已成為迫切解決的問題。利用生物吸附劑處理含金屬離子廢水和含染料廢水引起人們極大的興趣。芭蕉芋是美人蕉科美人蕉屬的多年生單子葉草本植物，主產於我國南部省區。目前，芭蕉芋主要被用來生產澱粉，隨著政府的大力支持，芭蕉芋已被廣泛種植，產量巨大。芭蕉芋渣為芭蕉芋提取澱粉後剩餘的殘渣，這些廢渣除少部分被加工成飼料外，絕大部分被當作廢物扔掉，不僅造成了資源的巨大浪費，而且嚴重汙染了當地的環境。因此回收利用廢渣可以提高芭蕉芋種植的附加值，具有良好的經濟效益。我們首次報導了直接利用芭蕉芋渣對亞甲基藍的吸附研究，但未改性的芭蕉芋渣對亞甲基藍的最大吸附量只能達到185mg/g，從而限制了在工業水處理中的推廣應用。
發明內容
針對現有技術存在的上述不足，本發明提出了一種既可以吸附金屬離子又可以吸附染料的新型生物吸附劑。為了實現上述目的，本發明採用了下列的技術方案(1)將芭蕉芋渣洗淨，晾乾或烘乾；(2)將乾燥的芭蕉芋渣粉碎，過20目篩，得芭蕉芋渣粉；(3)將芭蕉芋渣粉於濃度為0. 02 2M的酸溶液中改性，芭蕉芋渣粉與酸的質量比為1 2 20，溫度為20°C 120°C;改性時間為1小時 8小時；芭蕉芋渣粉與酸溶液的最佳質量比為1 5。(4)將改性後的芭蕉芋渣粉用水洗滌，30°C 120°C條件下烘乾，粉碎後過200目篩即本發明的生物吸附劑。本發明中改性所使用的酸是指檸檬酸、丁二酸、乙酸、乙二酸、磷酸、硫酸或硝酸。用本發明提出的芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法可以得到芭蕉芋渣生物吸附劑。 本發明的芭蕉芋渣生物吸附劑與未改性的芭蕉芋渣相比，對亞甲基藍的吸附量更高，最大吸附量可以達到375mg/g，而且可以有效吸附金屬離子。經過改性處理，吸附劑的強度也增加。本發明的吸附劑與現有技術相比，具有如下的優點
(1)本發明利用廢棄物芭蕉芋渣為製備原料，來源廣泛，價格低廉；有利於芭蕉芋渣的綜合利用，減少廢物的排放。(2)本發明製備工藝簡單，成本較低，吸附容量大。(3)本發明反應條件溫和易於控制，改性步驟簡單，工藝設備少，易於操作。
具體實施例方式下面通過實施例，對本發明的技術方案做進一步具體的說明。本發明對金屬離子吸附容量的測算方法如下將0. Ig吸附劑加入到50ml含金屬離子的溶液中，25°C條件下振蕩24h (吸附平衡)後，測定溶液中金屬離子濃度，依下式計算吸附容量。Qe = (C0-Ce) V/ff(mg/g)其中Qe為吸附容量；Ctl為吸附前金屬離子濃度(mg/L) ;Ce為吸附平衡後金屬離子的濃度(mg/L) ；W為吸附劑乾重(g) ；V為金屬離子溶液的體積(L)。本發明對亞甲基藍吸附容量的測算方法如下將0. Ig吸附劑加入到50ml的亞甲基藍溶液中，25°C條件下振蕩Mh (吸附平衡)後，測定溶液中亞甲基藍濃度，依下式計算吸附容量。Qe = (C0-Ce) V/ff(mg/g)其中Qe為吸附容量；Ctl為吸附前亞甲基藍濃度(mg/L) ；Ce為吸附平衡後亞甲基藍的濃度(mg/L) ；W為吸附劑乾重(g) ；V為亞甲基藍溶液的體積(L)。實施例1(1)芭蕉芋渣洗淨，過濾，85°C條件下烘乾。將乾燥的芭蕉芋渣用粉碎機粉碎，過 20目篩，備用；(2)將IOg芭蕉芋渣粉末加入到50ml濃度為IM的磷酸溶液中，以1 3的質量比混合浸泡，30°C條件下浸泡時間證；過濾，用水洗滌至中性。在105°C下乾燥，粉碎後過200 目篩即本發明的生物吸附劑。(3)該吸附劑對亞甲基藍的吸附量為325mg/g，對六價鉻離子的吸附量為175mg/
g，對鎳離子的吸附量為68mg/g，對銅離子的吸附量為5ang/g，對鉛離子的吸附量為125mg/ g°實施例2(1)芭蕉芋渣洗淨，過濾，90°C條件下烘乾。將乾燥的芭蕉芋渣用粉碎機粉碎，過 20目篩，備用；(2)將IOg芭蕉芋渣粉末加入到50ml濃度為2M的檸檬酸溶液中，以1 15的質量比混合浸泡，50°C條件下浸泡時間；過濾，用水洗滌至中性。在105°C下乾燥，粉碎後過 200目篩即本發明的生物吸附劑。(3)該吸附劑對亞甲基藍的吸附量為385mg/g，對六價鉻離子的吸附量為M5mg/
g，對鎳離子的吸附量為78mg/g，對銅離子的吸附量為55mg/g，對鉛離子的吸附量為135mg/ g°實施例3(1)芭蕉芋渣洗淨，過濾，85°C條件下烘乾。將乾燥的芭蕉芋渣用粉碎機粉碎，過20目篩，備用；(2)將IOg芭蕉芋渣粉末加入到50ml濃度為0. 05M的硝酸溶液中，以1 5的質量比混合浸泡，60°C條件下浸泡時間；過濾，用水洗滌至中性。在105°C下乾燥，粉碎後過 200目篩即本發明的生物吸附劑。(3)該吸附劑對亞甲基藍的吸附量為216mg/g，對六價鉻離子的吸附量為115mg/
g，對鎳離子的吸附量為58mg/g，對銅離子的吸附量為50mg/g，對鉛離子的吸附量為87mg/ g°實施例4(1)芭蕉芋渣洗淨，過濾，100°C條件下烘乾。將乾燥的芭蕉芋渣用粉碎機粉碎，過 20目篩，備用；(2)將IOg芭蕉芋渣粉末加入到50ml濃度為1. 5M的乙二酸溶液中，以1 12的質量比混合浸泡，30°C條件下浸泡時間證；過濾，用水洗滌至中性。在105°C下乾燥，粉碎後過200目篩即本發明的生物吸附劑。(3)該吸附劑對亞甲基藍的吸附量為3iaiig/g，對六價鉻離子的吸附量為16;3mg/
g，對鎳離子的吸附量為6;3mg/g，對銅離子的吸附量為56mg/g，對鉛離子的吸附量為107mg/
g°實施例5(1)芭蕉芋渣洗淨，過濾，45°C條件下烘乾。將乾燥的芭蕉芋渣用粉碎機粉碎，過 20目篩，備用；(2)將IOg芭蕉芋渣粉末加入到50ml濃度為0. 08M的硫酸溶液中，以1 15的質量比混合浸泡，30°C條件下浸泡時間他；過濾，用水洗滌至中性。在105°C下乾燥，粉碎後過 200目篩即本發明的生物吸附劑。(3)該吸附劑對亞甲基藍的吸附量為275mg/g，對六價鉻離子的吸附量為165mg/
g，對鎳離子的吸附量為57mg/g，對銅離子的吸附量為5%ig/g，對鉛離子的吸附量為liaiig/
g°實施例6(1)芭蕉芋渣洗淨，過濾，75°C條件下烘乾。將乾燥的芭蕉芋渣用粉碎機粉碎，過 20目篩，備用；(2)將IOg芭蕉芋渣粉末加入到50ml濃度為0. 05M的丁二酸溶液中，以1 20的質量比混合浸泡，60°C條件下浸泡時間池；過濾，用水洗滌至中性。在105°c下乾燥，粉碎後過200目篩即本發明的生物吸附劑。(3)該吸附劑對亞甲基藍的吸附量為318mg/g，對六價鉻離子的吸附量為167mg/
g，對鎳離子的吸附量為6;3mg/g，對銅離子的吸附量為51mg/g，對鉛離子的吸附量為109mg/
g°實施例7(1)芭蕉芋渣洗淨，過濾，60°C條件下烘乾。將乾燥的芭蕉芋渣用粉碎機粉碎，過 20目篩，備用；(2)將IOg芭蕉芋渣粉末加入到50ml濃度為0. 06M的磷酸溶液中，以1 18的質量比混合浸泡，70°C條件下浸泡時間池；過濾，用水洗滌至中性。在105°c下乾燥，粉碎後過200目篩即本發明的生物吸附劑。(3)該吸附劑對亞甲基藍的吸附量為35%ig/g，對六價鉻離子的吸附量為178mg/
g，對鎳離子的吸附量為7ang/g，對銅離子的吸附量為55mg/g，對鉛離子的吸附量為138mg/ g°實施例8(1)芭蕉芋渣洗淨，過濾，105°C條件下烘乾。將乾燥的芭蕉芋渣用粉碎機粉碎，過 20目篩，備用；(2)將IOg芭蕉芋渣粉末加入到50ml濃度為2M的磷酸溶液中，以1 3的質量比混合浸泡，90°C條件下浸泡時間Ih ；過濾，用水洗滌至中性。在105°C下乾燥，粉碎後過200 目篩即本發明的生物吸附劑。(3)該吸附劑對亞甲基藍的吸附量為34;3mg/g，對六價鉻離子的吸附量為165mg/ g，對鎳離子的吸附量為6;3mg/g，對銅離子的吸附量為55mg/g，對鉛離子的吸附量為129mg/除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。
權利要求
1.一種芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)將芭蕉芋渣洗淨，晾乾或烘乾；(2)將乾燥的芭蕉芋渣粉碎，過20目篩，得芭蕉芋渣粉；(3)將芭蕉芋渣粉於酸溶液中改性，溫度為20 120°C；改性時間為1-8小時；(4)將改性後的芭蕉芋渣粉用水洗滌，烘乾，粉碎後過200目篩即本發明的生物吸附劑。
2.根據權利要求1所述的芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法，其特徵在於所述的酸為檸檬酸、丁二酸、乙酸、乙二酸、磷酸、硫酸或硝酸。
3.根據權利要求1所述的芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法，其特徵在於所述的酸濃度為 0. 02 2M。
4.根據權利要求1所述的芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法，其特徵在於所述的芭蕉芋渣粉與酸的質量比為1 2 20，
5.根據權利要求1所述的芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法，其特徵在於所述的烘乾溫度為30 120°C。
6.根據權利要求1所述的芭蕉芋渣生物吸附劑的製備方法，其特徵在於所述芭蕉芋渣粉與酸溶液的最佳質量比為1 5。
全文摘要
本發明涉及芭蕉芋渣製備生物吸附劑的方法。本發明的具體步驟如下將提取過芭蕉芋澱粉的芭蕉芋渣洗淨晾乾或烘乾，粉碎，粉末過20目篩；將芭蕉芋渣粉於濃度為0.02～2M的酸溶液中改性，芭蕉芋渣粉與酸的質量比為1∶2～20，浸泡時間為1～8小時；水洗至中性，在30～120℃條件下烘乾，粉碎後過200目篩，即得生物吸附劑產品。本發明的芭蕉芋渣生物吸附劑對鹼性染料的吸附容量達到120-385mg/g，對金屬離子的吸附容量達到了50-248mg/g。本發明原料獲取容易，製作工藝簡單、經濟、環保，能變廢為寶，所製備的吸附劑可淨化水資源，從而實現生態資源的可持續發展。
文檔編號B01J20/24GK102218299SQ201010243958
公開日2011年10月19日 申請日期2010年8月3日 優先權日2010年8月3日
發明者盧玉棟, 葉琳, 吳宗華, 林筱璇, 遊瑞雲 申請人:福建師範大學