一种热老化微塑料富碳吸附剂及其制备方法、用途技术

本发明专利技术属于固体吸附剂技术领域，涉及一种热老化微塑料富碳吸附剂及其制备方法、应用。一种热老化微塑料富碳吸附剂，该吸附剂是以微塑料为前驱体，经低温热老化制备而成。本发明专利技术提供的热老化微塑料富碳吸附剂具有高生物相容性、环境友好型、生物可降解性，对有机染料的去除率高，脱色率高，同时对多种有机农药也具有很好的去除效果。本发明专利技术采用微塑料制备热老化微塑料富碳吸附剂，既解决了微塑料污染问题，又实现了废物的利用。又实现了废物的利用。又实现了废物的利用。

【技术实现步骤摘要】
一种热老化微塑料富碳吸附剂及其制备方法、用途


[0001]本专利技术属于固体吸附剂
，涉及一种热老化微塑料富碳吸附剂及其制备方法、应用

技术介绍

[0002]随着社会的发展，染料被广泛应用于纺织、塑料、化工等领域中。染料带来经济效益的同时，染料被排入到废水中也带来了严重的环境污染问题。染料废水的排放不仅造成自然水体的污染，还会由于色度高导致水体的透光率降低，影响水体植物的光合作用，进而对水体中的动物体内有色素积累的影响。目前，塑料因其优异的性能而被广泛应用在生活中各领域。虽然使用塑料能够带来巨大的社会经济效益，但塑料回收率低，绝大多数被填埋和丢弃，在环境中不断累积，会造成严重的环境污染，甚至对人类健康造成威胁。
[0003]国内外学者发现，微塑料对地表水中的天然有机物具有一定的吸附作用，其能改变天然有机物在水环境中的存在状态，进而影响后续的水处理过程。微塑料与天然有机物的相互作用中，微塑料和天然有机物的性质以及水质背景条件等因素对两者的吸附过程都会产生影响。研究发现，不同种类的微塑料由于其结构不同对污染物的吸附作用存在差异，而pH值、离子强度等因素也影响着吸附过程，如微塑料存在着等电点，在不同的pH条件下其表面官能团呈现不同的状态。微塑料对天然有机物的吸附以物理吸附为主，吸附机制主要集中在疏水作用以及n
‑
π或π
‑
π相互作用，也有研究认为还存在静电引力以及氢键作用，这可能与微塑料的种类存在一定的关系，相关吸附机制有待进一步深入探讨。此外，微塑料在自然环境条件下存在着老化过程，该过程影响着微塑料的物理和化学性质，如经紫外或过氧化氢等老化处理后，微塑料的形态、结构等都会发生变化，从而改变微塑料的吸附性能。
[0004]目前，尚未有针对微塑料进行加工处理，将其制备成吸附材料的工艺技术的相关报道。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高生物相容性、环境友好型、生物可降解性的热老化微塑料富碳吸附剂及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术为实现上述目的采用的技术方案是：一种热老化微塑料富碳吸附剂，该吸附剂是以微塑料为前驱体，经低温热老化制备而成。
[0007]优选地，所述微塑料的种类为PE、PVC和或PS。
[0008]优选地，所述吸附剂的粒径不大于150微米。
[0009]本专利技术进一步提供了上述热老化微塑料富碳吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将微塑料低温热老化，得到富碳吸附剂；其中，低温热老化温度为120℃～130℃，停留时间为72h。
[0010]优选的，将低温热老化得到的材料研磨，过100目筛网后，得到吸附剂颗粒。
[0011]优选地，本专利技术还提供热老化微塑料富碳吸附剂在去除水中有机染料中的应用。
[0012]本专利技术提供一种去除水中有机污染物的方法，包括：将所述的热老化微塑料富碳吸附剂加入含有污染物的水中，调节pH3
‑
5，搅拌0.5
‑
1小时。
[0013]优选地，所述热老化微塑料富碳吸附剂的投加量为1.0
‑
2.0g/L。
[0014]优选地，所述有机污染物为有机染料或有机农药。
[0015]本专利技术提供一种热老化微塑料富碳吸附剂及其制备方法、应用，该吸附剂具有高生物相容性、环境友好型、生物可降解性，对有机染料的去除率高，脱色率高，同时对多种有机农药也具有很好的去除效果。本专利技术采用微塑料制备热老化微塑料富碳吸附剂，既解决了微塑料污染问题，又实现了废物的利用。
附图说明
[0016]图1为不同种类微塑料制备的吸附剂对刚果红的吸附量的柱状图；图2为不同尺寸PE热老化微塑料富碳吸附剂对刚果红染料的吸附量和的关系图；图3为PE微塑料老化前、后吸附刚果红的吸附量和去除率的柱状图；图4为热老化微塑料富碳吸附剂的投加量与去除率之间的关系曲线；图5为有机染料的初始浓度与热老化微塑料富碳吸附剂去除率之间的关系曲线；图6为热老化微塑料富碳吸附剂的工作pH与去除率之间的关系曲线；图7为Na
+
离子浓度与热老化微塑料富碳吸附剂吸附刚果红的去除率之间的关系；图8为Mg
2+
离子浓度与热老化微塑料富碳吸附剂吸附刚果红的去除率之间的关系；图9为工作温度与热老化微塑料富碳吸附剂吸附刚果红的去除率之间关系；图10为热老化微塑料富碳吸附剂吸附烯啶虫胺前、后的紫外分光光谱。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术的实施例和附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]实施例1 本实施例提供一种热老化微塑料富碳吸附剂，以微塑料PE为原料，经过热老化处理制备而成，具体步骤如下：（1）将PE过100目筛网，得到尺寸为150微米的微塑料前驱体；（2）将微塑料前驱体放入坩埚中，移入烘箱中130℃，时间为72h，将热老化后的富碳吸附剂研磨，过100目筛网后，得到粒径不超过150nm的热老化微塑料富碳吸附剂。
[0019]实施例2本实施例提供一种热老化微塑料富碳吸附剂，以微塑料PS为原料，经过热老化处理制备而成，具体步骤如下：（1）将PS过100目筛网，得到尺寸为150微米的微塑料前驱体；（2）将微塑料前驱体放入坩埚中，移入烘箱中125℃，时间为72h，将热老化后的富碳吸附剂研磨，过100目筛网后，得到粒径不超过150nm的热老化微塑料富碳吸附剂。
[0020]实施例3本实施例提供一种热老化微塑料富碳吸附剂，以微塑料PVC为原料，经过热老化处理制备而成，具体步骤如下：
（1）将PVC过100目筛网，得到尺寸为150微米的微塑料前驱体；（2）将微塑料前驱体放入坩埚中，移入烘箱中128℃，时间为72h，将热老化后的富碳吸附剂研磨，过100目筛网后，得到粒径不超过150nm的热老化微塑料富碳吸附剂。
[0021]实施例4 本专利技术制备的热老化微塑料富碳吸附剂对刚果红染料的吸附试验（1）染料废水的模拟配置及其标准曲线称量一定量的刚果红粉末溶于去离子水中，配制不同浓度的染料溶液。
[0022]以去离子水作为参照溶液，测定刚果红染料溶液各浓度的吸光度，并根据刚果红染料的吸光度做标准曲线。
[0023]取染料溶液20mL于100mL烧杯内，加入20mg热老化微塑料富碳吸附剂，将烧杯用封口膜将杯口封住，放入磁力搅拌器中搅拌30min，离心10min，离心转速为4000rpm，取上层清液，用紫外可见分光光度计测定其吸光度，染料去除率R%和染料吸附量q的计算公式为：
[0024]其中，C0、C
e
分别为染料初始浓度、染料吸附平衡浓度，V为溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热老化微塑料富碳吸附剂，其特征在于：该吸附材料是以微塑料为前驱体，经低温热老化制备而成。2.根据权利要求1所述的热老化微塑料富碳吸附剂，其特征在于：所述微塑料的种类为PE、PVC或PS。3.根据权利要求1所述的热老化微塑料富碳吸附剂，其特征在于：所述吸附剂的粒径不大于150微米。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的热老化微塑料富碳吸附剂的制备方法，其特征在于：将微塑料低温热老化，得到富碳吸附剂；其中，低温热老化温度为120 ℃～130℃，停留时间为72h。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：将低温热老化得到的材料研磨，过100目筛网后，得到吸附剂颗粒。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜亮，杨传玺，臧金秋，刘琳，刘永林，毕学军，孙凯鹏，张超，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：