一种柑橘皮生物炭的制备方法及其在废水处理方面的应用技术

本发明专利技术涉及染料废水处理技术领域，具体公开了一种柑橘皮生物炭的制备方法及其在废水处理方面的应用。本发明专利技术的柑橘皮生物炭的制备方法包括以下步骤：将柑橘的果皮用水洗净后，依次进行烘干，粉碎，过40～100目筛，再在300～800℃进行高温煅烧0.5～3.0h，冷却至室温后，用水洗涤，烘干，得到柑橘皮生物炭。本发明专利技术柑橘皮生物炭可以高效吸附废水中的结晶紫，并且其制备方法简单，原料来源广泛，价格低廉，不易造成二次污染，可实现批量生产，具有很大的潜在实际应用价值。实际应用价值。实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种柑橘皮生物炭的制备方法及其在废水处理方面的应用


[0001]本专利技术涉及染料废水处理
，具体涉及一种柑橘皮生物炭的制备方法及其在废水处理方面的应用。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高和工业的快速发展，染料在纺织、造纸、印刷、食品、药品和化妆品等行业得到了广泛的使用，并且使用量大幅度上升，调查发现，我国现阶段染料的生产量、使用量和出口量等均处于世界首位，对生态环境与人类的健康产生了严重的威胁。绝大部分染料属于具有苯环结构的有机物，有极大危害性，存在致癌、致敏、致突等毒副作用。结晶紫是一种典型的三苯甲烷类阳离子型染料，是继偶氮染料、蒽醌染料之后使用量第三大的染料，排放到环境中具有很好的化学稳定性，难以通过常规的生物法进行降解处理。因此，寻求一种有效的途径处理染料废水成为当今研究和关注的热点问题之一。
[0003]目前的废水处理方法主要有吸附法、电化学法以及生物法等。由于吸附法具有操作简便、净化效果好、价格低廉、可循环利用、不会造成二次污染等优点，因此吸附法已经成为工业染料废水处理最有前途的技术手段之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种柑橘皮生物炭的制备方法及其在处理染料废水中的应用。本专利技术利用柑橘皮为碳源制备得到的生物炭，由于具有较大的比表面积和发达的孔隙结构，能够特异性地吸附结晶紫染料，具有良好的经济效益和环境效益。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：
[0006]一种柑橘皮生物炭的制备方法，包括以下步骤：<br/>[0007]将柑橘(Citrus reticulata Blanco)的果皮(优先选用成熟的果皮)用水洗净后，依次进行烘干，粉碎，过筛，再进行高温煅烧，冷却至室温后，用水洗涤，烘干，得到柑橘皮生物炭。
[0008]进一步，所述水为蒸馏水。
[0009]进一步，所述烘干条件为：在温度为60～100℃下干燥6～12h；优选的，所述烘干条件为：在温度为85
‑
90℃下干燥10～12h。
[0010]进一步，所述柑橘的果皮经粉碎后过40～100目筛；优选的，过80～100目筛。
[0011]进一步，所述柑橘果皮粉末高温煅烧的条件为：从室温升温至300～800℃，保温时间为0.5～3.0h。
[0012]进一步，所述柑橘果皮粉末高温煅烧的条件为：从室温升温至600～700℃，保温时间为1.0～2.0h。
[0013]优选的，所述柑橘果皮粉末高温煅烧的条件为：从室温升温至700℃，保温时间为2.0h。
[0014]进一步，所述柑橘果皮粉末高温煅烧过程中的升温速率为1
‑
10℃/min。
[0015]上述制备方法制得的柑橘皮生物炭在处理染料废水中的应用。
[0016]进一步，所述染料废水中的染料包括结晶紫，还可以包括亚甲基蓝、刚果红、罗丹明B和甲基橙中的至少一种。
[0017]进一步，具体应用时，包括以下步骤：将所述柑橘皮生物炭加入到染料废水中进行搅拌，发生吸附反应。
[0018]进一步，所述染料废水的pH值为3～10。
[0019]进一步，所述柑橘皮生物炭的投加量为0.03g/L以上。
[0020]进一步，所述吸附反应的温度为20～60℃，在该温度范围内，染料去除率受温度变化影响较小。
[0021]进一步，所述吸附反应的时间在10min以上，吸附时间在60min左右达到吸附平衡，染料去除率达99.73％。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有的优点及有益效果在于：
[0023]本专利技术柑橘皮生物炭可以高效吸附废水中的结晶紫，并且其制备方法简单，原料来源广泛，价格低廉，不易造成二次污染，可实现批量生产，具有很大的潜在实际应用价值，另外为柑橘皮的有效利用提供了一条途径，充分利用生物质资源，做到“以废治废”和“变废为宝”。
附图说明
[0024]图1为实施例2制备的柑橘皮生物炭的扫描电镜图；
[0025]图2为吸附反应后柑橘皮生物炭的扫描电镜图；
[0026]图3为吸附反应前后结晶紫溶液颜色变化图；
[0027]图4为吸附反应前后结晶紫溶液紫外光谱的变化曲线；
[0028]图5为结晶紫初始浓度对柑橘皮生物炭吸附去除结晶紫性能的影响图；
[0029]图6为结晶紫溶液pH值对柑橘皮生物炭吸附去除结晶紫性能的影响图；
[0030]图7为吸附时间对柑橘皮生物炭吸附去除结晶紫性能的影响图。
具体实施方式
[0031]下面结合实施例及附图对本专利技术的技术方案作进一步描述。
[0032]实施例1
[0033]将收集来的新鲜成熟柑橘(Citrus reticulata Blanco)的果皮先后用自来水和蒸馏水清洗干净，切块，在鼓风烘箱85℃下烘干12h，将烘干后的果皮用粉碎机碎成粉末，过100目筛进行筛分，取筛分后的粉末置于马弗炉中，从室温以10℃/min的升温速率升温至400℃，恒温煅烧2h，待降至室温后，取出捣碎，用蒸馏水洗涤，抽滤，鼓风烘箱85℃下烘干，得到柑橘皮生物炭。
[0034]实施例2
[0035]将收集来的新鲜成熟柑橘(Citrus reticulata Blanco)的果皮先后用自来水和蒸馏水清洗干净，切块，在鼓风烘箱85℃下烘干12h，将烘干后的果皮用粉碎机碎成粉末，过80目筛分，取筛分后的粉末置于马弗炉中，从室温以10℃/min的升温速率升温至700℃，恒温煅烧2h，待降至室温后，取出捣碎，用蒸馏水洗涤，抽滤，鼓风烘箱85℃下烘干，得到柑橘
皮生物炭。其扫描电镜图如图1所示。该柑橘皮生物炭的平均孔径为0.6955nm，其比表面积(Langmuir比表面积)为600
‑
700m2/g。
[0036]对比例1
[0037]将收集来的新鲜柚子皮[Citrus maxima(Burm.)Merr.]先后用自来水和蒸馏水清洗干净，切块，在鼓风烘箱85℃下烘干12h，将烘干后的果皮用粉碎机碎成粉末，过80目筛分，取筛分后的粉末置于马弗炉中，从室温以10℃/min的升温速率升温至700℃，恒温煅烧2h，待降至室温后，取出捣碎，用蒸馏水洗涤，抽滤，鼓风烘箱85℃下烘干，得到柚子皮生物炭。
[0038]用实施例2制备得到的柑橘皮生物炭作为吸附剂材料进行以下的染料吸附实验。
[0039]以下应用例按照式(1)计算吸附剂的吸附容量，按照式(2)计算吸附剂的去除率。
[0040][0041][0042]q:柑橘皮生物炭对结晶紫的吸附量，mg/g；
[0043]C0:结晶紫的初始浓度，mg/L；
[0044]C
t
:吸附后残留结晶紫的浓度，mg/L；
[0045]V:结晶紫溶液的体积，L；
[0046]m:投入的柑橘皮生物炭的质量，g；
[0047]η:柑橘皮生物炭对结晶紫的去除率。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柑橘皮生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将柑橘的果皮用水洗净后，依次进行烘干，粉碎，过筛得柑橘果皮粉末，再进行高温煅烧，冷却至室温后，用水洗涤，烘干，得到柑橘皮生物炭；所述柑橘果皮粉末高温煅烧的条件为：从室温升温至300～800℃，保温时间为0.5～3.0h。2.根据权利要求1所述的一种柑橘皮生物炭的制备方法，其特征在于，所述柑橘果皮粉末高温煅烧的条件为：从室温升温至600～700℃，保温时间为1.0～2.0h。3.根据权利要求1所述的一种柑橘皮生物炭的制备方法，其特征在于，所述柑橘果皮粉末高温煅烧的条件为：从室温升温至700℃，保温时间为2.0h。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种柑橘皮生物炭的制备方法，其特征在于，所述柑橘的果皮经粉碎后过40～100目筛；优选的，过80～100目筛；和/或；所述烘干条件为：在温度为60～100℃下干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：周先树，陈燕，阮琼，冯乔莲，张发鑫，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：