稻殼是稻谷加工的副產物,其主要成分是多聚戊糖,粗纖維,木質素和灰分。稻殼中的灰分90%左右的成分是SiO2,且稻殼的天然結構中SiO2以網絡狀處于纖維、木質素之中,因而稻殼的機械強度比較好。基于稻殼的天然結構,其多聚戊糖是較易水解的成分,因而通過化學法活化,在稻殼表面易形成多孔狀,纖維素、木質素在活化過程中有部分分子基團暴露,使稻殼吸附能力大大加強。另外,機械強度高也使稻殼更適合制作成吸附材料[1-3]。印染廢水的治理中,染料的降解是最困難的問題。開發對染料有強烈吸附作用的稻殼吸附劑,將解決印染廢水難治理的問題。稻殼吸附的染料既可回用,也可與稻殼吸附劑共同燃燒,以高溫氧化分解染料,消除污染。我們以稻殼為原料,研究了其化學活化的工藝,通過對染料實際吸附試驗,確定了最佳的吸附劑活化工藝,并進一步確定了吸附劑應用于印染廢水中染料吸附的工藝方法。1 材料與方法1.1 材料與試劑稻殼,溫州市稻谷加工廠收購;次甲基藍、甲苯硫酸、雙氧水、鹽酸、氫氧化鈉、碳酸鈉、單寧、粉末活性炭,均為化學純。1.2 試驗方法1.2.1 稻殼吸附劑的制備稻殼除去泥沙等機械雜質,粉碎至20目,以自來水配制化學活化試劑,與碎稻殼攪拌混勻,在100℃以上選擇適宜的活化溫度,活化完成后。再次加入活化方式不同的活化試劑,在150℃以上選擇適宜的活化溫度,通過單因素試驗和正交試驗,以對次甲基藍染料吸附能力強弱為考察指標,選定最適的活化工藝,制備吸附劑樣品。1.2.2 稻殼吸附劑吸附染料的工藝稻殼吸附劑加入次甲基藍水溶液中,以吸附率為考察指標,確定吸附劑用量,吸附時間以及介質pH值等主要工藝參數,并明確溫度對吸附效果的影響,以指導實際應用。1.2.3 分析檢測方法次甲基藍染料吸附劑的檢測采用可見分光光度法,次甲基藍在可見光區有強烈的吸收,選用660nm作為檢測波長,以蒸餾水為參比液,測得標準曲線如圖1。2 結果與討論2.
由表1可知,酸對稻殼活化吸附染料效果比堿活化的效果好,在常用的兩種酸中,硫酸效果優于鹽酸,因而,選擇硫酸為活化試劑。2.2 以硫酸為活化劑的活化工藝的確定配置硫酸濃度5%(質量與體積比)、用量30mL/100g稻殼、活化時間60min,測定活化溫度對吸附率的影響,結果如圖2所示。由圖2可知,以硫酸活化,活化溫度在130℃時,稻殼對次甲基藍的吸附效果最佳,且能耗最低因而,選定活化溫度為130℃。
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