一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法及应用，属于水处理技术领域。以咖啡渣为原料，按照咖啡渣水质量比1:10进行混合，将混合液放入水热合成反应釜中，在150‑180℃下反应2‑12h，自然冷却至室温，抽滤并用蒸馏水冲洗干净、干燥、过筛，即得到咖啡渣水热炭吸附剂；将上述咖啡渣吸附剂加入到初始浓度为5‑2000μg/L的磺胺甲恶唑溶液中，在25℃条件下进行震荡混合24h，经过滤膜后固液分离。本发明专利技术的有益效果是：合成方法简单、成本低廉，可将咖啡渣变废为宝，去除水中抗生素磺胺甲恶唑，实现咖啡渣的资源化利用。

Preparation and application of a hydrothermal carbon adsorbent for coffee grounds

【技术实现步骤摘要】
一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法及应用
本专利技术属于水处理
，特别涉及一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法及应用。
技术介绍
环境中的药物残留作为一种主要新兴的污染物，对生态环境和人类健康产生了重大威胁。而抗生素作为一种重要药物的组分，被广泛应用在人类和动物医学、畜牧业和农业当中，使其不断的释放进去环境当中，并导致抗性基因的产生和传播。据统计，有超过250种不同的抗生素实体注册用于人类和动物的治疗。而中国是世界上抗生素产量和消费量最高的国家。2013年抗生素产量和消费量分别达到2.48x105吨和1.62x105吨，36种目标抗生素的总排放量为5.38x104吨。在水生环境中，人类和牲畜的废水以及接收这些废水的河流已被广泛调查存在抗生素化合物、抗生素抗性细菌及其抗生素抗性基因、。近年来有很多抗生素去除方面的研究，例如在不同的固体基质和膜过程中的吸附、生物处理和高级氧化等，其中吸附是一种经济高效的去除方法。而生物炭是生物质原料在完全绝氧或部分缺氧条件下经过热解转化产生的一类的固体材料，其在固碳、土壤改良和污染环境修复等方面具有广阔的应用前景，受到了多学科研究人员的广泛关注。而由水热碳化生产的生物炭又叫做水热炭，其具有化学稳定性高、热稳定好、导电性好、表面官能团丰富等特点，能作为一种高效的吸附剂。咖啡作为全球受欢迎的饮品的之一，据国际咖啡组织估计，全球咖啡消费量超过93亿公斤，而咖啡渣作为其生产过程中所产生的废物，每生产1公斤可溶性咖啡，大约可获得2公斤湿的废咖啡渣，因其没有相应的处理市场，被大量的掩埋或焚烧。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法。将废咖啡渣用于去除水中污染物，可使咖啡渣变废为宝，并去除水中的污染物磺胺甲恶唑，实现了咖啡渣的资源化利用。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：以咖啡渣为原料，按照咖啡渣水质量比1:10进行混合,将混合液放入水热合成反应釜中,在150-180℃下反应2-12h，自然冷却至室温，抽滤并用蒸馏水冲洗干净，干燥，过筛，即得到咖啡渣水热炭吸附剂。上述制备条件中的反应温度优选160℃，反应时间优选6h。上述咖啡渣水热炭吸附剂用于去除水中的磺胺甲恶唑抗生素。将咖啡渣水热炭吸附剂加入到初始浓度为5-2000μg/L的磺胺甲恶唑溶液中，在25℃条件下进行震荡混合24h，经过滤膜后固液分离。上述咖啡渣水热炭吸附剂用于去除水中磺胺甲恶唑时，投加量优选3g/L。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用咖啡渣作为原材料，能有效的解决咖啡渣的相应处置问题，同时有效避免了在其处理过程中产生的相应的环境问题，实现了咖啡渣的课资源化利用，使其变废为宝。(2)本专利技术采用废弃物咖啡渣制备水热炭吸附剂具有较好的吸附性能，在25℃对水中磺胺甲恶唑浓度为500μg/L能达到85.7μg/g。(3)与化学沉淀、膜分离、氧化还原、生物降解等方法相比，本专利技术的利用水热炭吸附去除水中磺胺甲恶唑的方法操作简单、成本低廉，具有产业化前景。附图说明图1为本专利技术不同制备时间的咖啡渣水热炭对磺胺甲恶唑的吸附容量；图2为本专利技术咖啡渣水热炭对磺胺甲恶唑的吸附等温曲线；图3为本专利技术咖啡渣水热炭对磺胺甲恶唑的吸附动力学曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：实施例1：以咖啡渣为原料，按照咖啡渣水质量比1:10进行混合，将混合液放入水热合成反应釜中，在160℃下反应2-12h，自然冷却至室温，抽滤并用蒸馏水冲洗干净，干燥，过筛，即得到咖啡渣水热炭吸附剂。将吸附剂加入到初始浓度为500μg/L的磺胺甲恶唑溶液中，在25℃条件下进行震荡混合24h，经过滤膜后固液分离。不同制备时间咖啡渣水热炭对磺胺甲恶唑的吸附容量如图1所示。实施例2以咖啡渣为原料，按照咖啡渣水质量比1:10进行混合,将混合液放入水热合成反应釜中,在160℃下反应6h,自然冷却至室温，抽滤并用蒸馏水冲洗干净,干燥,过筛，即得到咖啡渣水热炭吸附剂。将吸附剂加入到初始浓度为5-2000μg/L的磺胺甲恶唑溶液中，在25℃条件下进行震荡混合24h，经过滤膜后固液分离。咖啡渣水热炭对磺胺甲恶唑的吸附等温曲线如图2所示。实施例3以咖啡渣为原料，按照咖啡渣水质量比1:10进行混合,将混合液放入水热合成反应釜中,在160℃下反应6h,自然冷却至室温，抽滤并用蒸馏水冲洗干净,干燥,过筛，即得到咖啡渣水热炭吸附剂。将吸附剂加入到初始浓度为500μg/L的磺胺甲恶唑溶液中，在25℃条件下进行震荡混合0-72h，经过滤膜后固液分离。咖啡渣水热炭对磺胺甲恶唑的吸附动力学曲线如图3所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、将咖啡渣原料按照咖啡渣水质量比1:10进行混合；/n步骤二、将所述步骤一的混合液放入水热合成反应釜中，在150-180℃下反应2-12h后自然冷却至室温，即得到水热炭初品；/n步骤三、将步骤二生成的水热炭初品通过循环水真空泵进行抽滤，并用蒸馏水冲洗干净，然后干燥、过筛得到咖啡渣水热炭吸附剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将咖啡渣原料按照咖啡渣水质量比1:10进行混合；
步骤二、将所述步骤一的混合液放入水热合成反应釜中，在150-180℃下反应2-12h后自然冷却至室温，即得到水热炭初品；
步骤三、将步骤二生成的水热炭初品通过循环水真空泵进行抽滤，并用蒸馏水冲洗干净，然后干燥、过筛得到咖啡渣水热炭吸附剂。


2.根据权利要求1所述的一种咖啡渣水热炭吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤二所述反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新波，张永超，张丹，李超灿，温海涛，王晓，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12