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CNX改性 硅藻土的制备和利用其吸附刚果红废 水的方法

阅读：937发布：2023-05-28

专利汇可以提供CNX改性硅藻土的制备和利用其吸附刚果红废水的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且CNX改性硅藻土的制备和利用其吸附刚果红废水的方法，属于废水吸附技术领域。将三聚氰胺、硅藻土加入反应器中并置于60‑90℃水浴锅中进行溶解，待三聚氰胺完全溶解后加入稀硝酸，三聚氰胺的质量与硅藻土的质量与稀硝酸的体积值比例为1‑5g:0.5‑3g：10ml，上述配制好的溶液，继续在水浴锅搅拌，搅拌10‑30min，然后，取出上述溶液在空气中进行冷却，待形成固体棉絮状后，进行过滤，过滤后固体进行干燥，即可得到CNX负载硅藻土复合材料。进一步还进行热处理。作为吸附剂应用，用于吸附刚果红染料。，下面是CNX改性硅藻土的制备和利用其吸附刚果红废水的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.CNX负载硅藻土复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤包括如下:将三聚氰胺、硅藻土加入反应器中并置于60-90℃水浴锅中进行溶解，待三聚氰胺完全溶解后加入稀硝酸，三聚氰胺的质量与硅藻土的质量与稀硝酸的体积值比例为1-5g:0.5-3g：10ml，上述配制好的溶液，继续在水浴锅搅拌，搅拌10-30min，然后，取出上述溶液在空气中进行冷却，待形成固体棉絮状后，进行过滤，过滤后固体进行干燥，进一步热处理煅烧，热处理条件为在空气条件下，热处理温度为150-250℃，热处理的时间1-3小时，即可得到CNX负载硅藻土复合材料；CNX为碳氮有机材料。
2.按照权利要求1所述的CNX负载硅藻土复合材料的制备方法，其特征在于，三聚氰胺的质量与硅藻土的质量与稀硝酸的体积值比例为1g：1g：10ml。
3.按照权利要求1所述的CNX负载硅藻土复合材料的制备方法，其特征在于，热处理时间为2小时。
4.按照权利要求1-3任一项所述的方法制备得到的CNX负载硅藻土复合材料。
5.按照权利要求1-3任一项所述的方法制备得到的CNX负载硅藻土复合材料，其特征在于，CNX与硅藻土的质量比为1-5：1。

说明书全文

CNX改性硅藻土的制备和利用其吸附刚果红废 水的方法

技术领域

[0001] 本发明属于废水吸附技术领域，特别涉及吸附剂、制备和利用其处理刚果红废水的方法。

背景技术

[0002] 近年来，染料和重金属成为环境污染的重要部分。染料是一种重要的化工产品，它具有广泛的应用，但是染料废水的排放会对环境造成巨大污染。低浓度的染料也会产生很浓的颜色，对人们的健康不利。此外，由于染料减少了阳光在水中上午传输，因此，它还会影响水生植物的生长。其中，刚果红是一种典型的有机染料。

[0003] 目前废水主要有三种处理方法，分别为物理作用、化学分解法以及生物分解法。具体方法有吸附、萃取、离子交换、电渗析、反渗透、电催化氧化法等，这些方法可以成功的实现废水处理的工业化，但是操作过程都比较复杂，甚至有可能造成二次污染，使得废水的处理难度加大。而吸附法是利用吸附剂对液体或气体中某组分具有选择性吸附的能力，使其暂时沉积在吸附剂上，从而实现从混合物中分离该组分的目的，该过程操作安全简便、无二次污染。其中，活性炭在废水处理中呈现了很好的性能，但是却价格昂贵。

[0004] 综上，现有技术中吸附法处理废水仍具有很大的优势，而吸附法处理废水过程中所使用的吸附剂仍末达到理想的效果，性能优异的吸附剂的研发仍然是当前该技术领域科研工作的热点和难点。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于针对现有的处理刚果红废水中的不足，提供一种高效去除刚果红废水的吸附剂、制备方法和利用其处理CNX负载硅藻土复合材料废水的方法。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

[0007] CNX负载硅藻土复合材料的制备方法，具体步骤为:将三聚氰胺、硅藻土加入反应器中并置于60-90℃水浴锅中进行溶解，待三聚氰胺完全溶解后加入稀硝酸，三聚氰胺的质量与硅藻土的质量与硝酸的体积值分别为1-5g:0.5-3g：10ml(优选1g：1g：10ml)，上述配制好的溶液，继续在水浴锅搅拌，搅拌10-30min，然后，取出上述溶液在空气中进行冷却，待形成固体棉絮状后，进行过滤。过滤后固体进行干燥，即可得到CNX负载硅藻土复合材料。

[0008] 稀硝酸浓度为常用的，一般为质量分数为2-6％。

[0009] 进一步优选，对上述得到的CNX负载硅藻土复合材料进一步热处理煅烧，热处理条件为在空气条件下，热处理温度为150-550℃(优选150-250℃)，热处理的时间1-3小时，优选 2小时。

[0010] 按上述方案，所述的干燥结束后，得到自色或灰色的棉絮状样品。CNX负载硅藻土复合材料，优选其微观形貌为纤维棒状，其中，优选CNX与硅藻土的质量比为1-5。

[0011] CNX为碳氮有机材料。

[0012] CNX负载硅藻土复合材料作为吸附剂的应用，优选用于吸附刚果红染料。

[0013] 一种利用上述CNX负载硅藻土复合材料处理刚果红染料废水的方法，其具体步骤为:将 CNX负载硅藻土复合材料加入到含有刚果红染料的废水中，混匀并搅拌，使CNX负载硅藻土复合材料充分吸附刚果红，然后过滤分离，除去吸附有刚果红的CNX负载硅藻土复合材料。

[0014] 按上述方案，刚果红废水溶液的初始浓度为2000mg/L，每50mL刚果红溶液中加入的吸附剂用量为0.1-0.5g；所述震荡吸附条件:吸附温度30-50℃，震荡吸附时间为1-5min,pH 值为6-7。

[0015] 本发明的有益效果:

[0016] 与现有技术相比，本发明的优点在于:

[0017] (1)本发明提供的吸附剂具有较高的比表面积以及较低的成本，且环境友好，中性或弱酸性条件下具有良好的稳定性等特点。

[0018] (2)本发明通过在硅藻土基体中复合适当量的CNX形成的具有为纤维棒状的CNX负载硅藻土复合材料,可明显提升其吸附去除刚果红的性能，达到高效去除的目的。该复合材料5min 即可达到吸附平衡，刚果红最大吸附量可达350mg/g。

[0019] (3)本发明提供的CNX负载硅藻土复合材料吸附剂去除废水的方法具有无需特殊设备，步骤简便快捷，处理过程中不会引入其他有害物质，吸附速率快，吸附效率高等特点。附图说明

[0020] 图1为不同热处理温度处理的CNX负载硅藻土复合材料的场发射扫描电镜照片。

[0021] 图2为不同热处理温度处理的CNX负载硅藻土复合材料的XRD

[0022] 图3为测得的吸附刚果红前后的红外光谱图。

[0023] 图4为刚果红染料废水的处理实例中不同热处理温度下所得的吸附剂的吸附时间与C/C0 的关系曲线图。

[0024] 图5未热处理的CNX-硅藻土吸附不同浓度的刚果红。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围；应当指出的是，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。以下实施例中的硝酸质量分数为6％。

[0026] 实施例1

[0027] 步骤一，按质量比1:1向烧杯(开放系统)中加入三聚氰胺和硅藻土，然后加入一定量的稀硝酸，其中硅藻土与硝酸的质量体积比为(1g:10ml)，控制烧杯温度70℃，搅拌速度为 120rpm，反应1h后，过滤，取过滤物，放置在干燥箱中干燥。

[0028] 步骤二，将干燥得到的过滤物放置于坩埚中，置于马弗炉中煅烧2小时，煅烧温度150℃，即得到了CNX负载硅藻土复合材料。

[0029] 步骤三，取CNX负载硅藻土复合材料0.1g加入到浓度2000mg/L刚果红20ml中，常温超声分散2min，使CNX负载硅藻土复合材料分散均匀，并与刚果红分子充分反应。反应结束后，将得到的反应液过滤分离，得到吸附后的刚果红废水和吸附刚果红后的CNX负载硅藻土复合材料。

[0030] 实施效果：本实施例制备得到的CNX负载硅藻土复合材料，刚果红吸附量为321mg/g。

[0031] 实施例2

[0032] 步骤一，按质量比1:1.5向烧杯(开放系统)中加入硅藻土和硅藻土，然后加入一定量的硝酸，其中硅藻土与硝酸的质量体积比为(1g:10ml)，控制烧杯温度70℃，搅拌速度为 120rpm，反应1h后，过滤，取过滤物，放置在干燥箱中干燥。

[0033] 步骤二，将干燥得到的过滤物放置于坩埚中，置于马弗炉中煅烧2小时，煅烧温度150℃，即得到了CNX负载硅藻土复合材料。

[0034] 步骤三，取CNX负载硅藻土复合材料0.1g加入到浓度2000mg/L刚果红20ml中，常温超声分散2min，使CNX负载硅藻土复合材料分散均匀，并与刚果红分子充分反应。反应结束后，将得到的反应液过滤分离，得到吸附后的刚果红废水和吸附刚果红后的CNX负载硅藻土复合材料。

[0035] 实施效果：本实施例制备得到的CNX负载硅藻土复合材料，刚果红吸附量为341mg/g。

[0036] 实施例3

[0037] 步骤一，按质量比1:2向烧杯(开放系统)中加入硅藻土和硅藻土，然后加入一定量的硝酸，其中硅藻土与硝酸的质量体积比为(2g:10ml)，控制烧杯温度70℃，搅拌速度为 120rpm，反应1h后，过滤，取过滤物，放置在干燥箱中干燥。

[0038] 步骤二，将干燥得到的过滤物放置于坩埚中，置于马弗炉中煅烧2小时，煅烧温度250℃，即得到了CNX负载硅藻土复合材料。

[0039] 步骤三，取CNX负载硅藻土复合材料0.1g加入到浓度2000mg/L刚果红20ml中，常温超声分散2min，使CNX负载硅藻土复合材料分散均匀，并与刚果红分子充分反应。反应结束后，将得到的反应液过滤分离，得到吸附后的刚果红废水和吸附刚果红后的CNX负载硅藻土复合材料。

[0040] 实施效果：本实施例制备得到的CNX负载硅藻土复合材料，刚果红吸附量为318mg/g。

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