金針菇廢棄物對(duì)廢水中結(jié)晶紫的吸附性能的研究

李亞博，郭永明

(南陽(yáng)師范學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473061)

金針菇廢棄物對(duì)廢水中結(jié)晶紫的吸附性能的研究

李亞博，郭永明*

(南陽(yáng)師范學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473061)

以金針菇廢棄物為吸附劑，研究其對(duì)含有水溶液中結(jié)晶紫的吸附去除能力。研究了不同染料量，不同吸附劑量，不同時(shí)間等因素對(duì)吸附性能的影響，還研究了該吸附劑對(duì)結(jié)晶紫的回收性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)吸附劑量為50 mg時(shí)，時(shí)間為6h，溫度在25℃時(shí)，金針菇吸附劑對(duì)甲基藍(lán)的吸附效果最佳。

金針菇廢棄物；結(jié)晶紫；吸附；研究

有機(jī)染料污染物主要來源于印染行業(yè)，含有有機(jī)染料污染物的廢水色澤較深，化學(xué)需氧量高，污染較大，處理比較困難[1-3]。結(jié)晶紫是一種常用的有機(jī)染料，常被用于纖維等染色、分析化學(xué)、生物和醫(yī)藥行業(yè)[4-6]。但是廢棄的結(jié)晶紫會(huì)帶來嚴(yán)重的水污染。因此結(jié)晶紫廢水的治理是一個(gè)重要的研究任務(wù)。目前已經(jīng)出現(xiàn)的許多治理結(jié)晶紫廢水的方法或技術(shù)，如吸附法、電氧化法、微波氧化法等[7-9]。這些方法可以去除廢水中的結(jié)晶紫染料，其中基于廢棄物進(jìn)行的吸附法是一種廉價(jià)且可再生的一種結(jié)晶紫處理方法。目前已經(jīng)有許多廢棄物被用于結(jié)晶紫的吸附去除中，如改性麥殼、改性菌糠、改性筍殼和紅茶粉末等[10-13]。金針菇是一種經(jīng)常食用的真菌，但是金針菇根經(jīng)常被遺棄，造成了很大的浪費(fèi)。本文主要研究了金針菇根對(duì)廢水中結(jié)晶紫的吸附性能，研究發(fā)現(xiàn)金針菇根對(duì)結(jié)晶紫具有很好的吸附性能，同時(shí)吸附在金針菇上的結(jié)晶紫通過攪拌可以解析到乙醇溶液中，說明了金針菇根也可應(yīng)用于結(jié)晶紫的回收。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

吸附劑的制備：金針菇根用去離子水徹底洗凈，再浸泡在濃度為1 mol/L氫氧化鈉水溶液，將其進(jìn)行解離、除糖，去除其內(nèi)可溶性物質(zhì)，每隔一天換一次氫氧化鈉溶液水溶液。直至浸泡金針菇根的溶液變?yōu)闊o色為止，此過程大概需要七天。然后將泡好的金針菇根莖取出，先用去離子水浸泡一天，然后再用去離子水多次清洗，直至洗出液變?yōu)榻咏行?，然后將處理過的金針菇根莖用烘箱再80 ℃溫度下烘干。將烘干后的金針菇根莖剪碎，保存于干燥的大燒杯中備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器

金針菇根收集于我校食堂，結(jié)晶紫、氫氧化鈉(分析純，上海阿拉丁試劑公司)，UV-8000S型雙光束紫外可見分光光度計(jì)(上海元析儀器有限公司)，攪拌器(江蘇金壇區(qū)白塔新寶儀器廠)，DHG-9070A恒溫電熱鼓風(fēng)干燥箱。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

取一潔凈的100 mL的燒杯，取8 mL的結(jié)晶紫水溶液置于燒杯中，再加去離子水置于該燒杯中，使溶液的體積達(dá)到80 mL，放在攪拌器上進(jìn)行攪拌，測(cè)定其在580 nm處的吸光度，記為A0。測(cè)完后再將溶液放回?zé)?，加?00 mg金針菇根莖吸附劑，于攪拌器上進(jìn)行攪拌，每隔一段時(shí)間取少量溶液測(cè)定吸附后的吸光度A。

2 結(jié)果與討論

2.1 金針菇根莖預(yù)處理

因金針菇根莖中含有較多的多糖等一些可溶性物質(zhì)，水洗和氫氧化鈉溶液浸泡的目的是去除這些可溶性物質(zhì)。另一方面，通過氫氧化鈉水溶液的浸泡，金針菇根上的一些酯基發(fā)生水解，增加金針菇根表面羧基的濃度，這些羧基可通過靜電作用吸附帶正電荷的結(jié)晶紫，從而達(dá)到很好的吸附性能。我們用C/C0表示該吸附劑對(duì)結(jié)晶紫的吸附性能，由于濃度與吸光度成正比，所以C/C0=A/A0，其中A是吸附劑吸附后的結(jié)晶紫的吸光度，A0是未加吸附劑時(shí)結(jié)晶紫的濃度，C/C0越小，表示該吸附劑對(duì)結(jié)晶紫的吸附性能越好。

2.2 吸附時(shí)間和結(jié)晶紫濃度對(duì)金針菇根吸附性能的影響

我們首先研究了廢棄的金針菇根在不同時(shí)間內(nèi)對(duì)不同濃度的結(jié)晶紫(12.5 mg/L，25 mg/L)的吸附性能，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)吸附時(shí)間為4或5小時(shí)，其吸附性能最好，因此我們選擇吸附時(shí)間為5小時(shí)，同時(shí)該金針菇根對(duì)低濃度結(jié)晶紫的吸附性能較佳(圖1)。

圖1 金針菇根在不同時(shí)間內(nèi)對(duì)不同濃度

2.3 吸附劑用量對(duì)金針菇根吸附性能的影響

我們接著研究了不同質(zhì)量的金針菇根對(duì)同一濃度結(jié)晶紫的吸附性能，我們發(fā)現(xiàn)金針菇根的質(zhì)量越小，其對(duì)結(jié)晶紫的吸附性能越低(圖2)，但是理論上質(zhì)量大的金針菇的吸附性能應(yīng)該最高，原因可能是被吸附在高質(zhì)量的金針菇上的結(jié)晶紫在長(zhǎng)時(shí)間攪拌過程中解析出到溶液中。因此在采用高質(zhì)量的金針菇根作為吸附劑時(shí)，可以降低吸附時(shí)間提高其對(duì)結(jié)晶紫的吸附性能。

圖2 不同質(zhì)量金針菇根對(duì)結(jié)晶紫的吸附性能的對(duì)照?qǐng)D

2.4 金針菇根對(duì)結(jié)晶紫的回收利用的研究

圖3 不同質(zhì)量金針菇根對(duì)結(jié)晶紫回收性能的影響。

我們將吸附結(jié)晶紫的不同質(zhì)量的金針菇根浸泡在乙醇溶液中，在攪拌器上低俗攪拌20 min后，測(cè)定乙醇中結(jié)晶紫的濃度，通過比較發(fā)現(xiàn)，吸附在低質(zhì)量的金針菇根上的結(jié)晶紫釋放的最多(圖3)，釋放在乙醇中的結(jié)晶紫通過除去乙醇即可達(dá)到回收的目的，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了低質(zhì)量的金針菇根可用于回收廢水中的結(jié)晶紫，該結(jié)果與2.3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

3 結(jié)論

本文以廢棄的金針菇根作為吸附劑，研究了金針菇根對(duì)結(jié)晶紫的吸附性能，通過研究發(fā)現(xiàn)金針菇根對(duì)結(jié)晶紫具有很好的吸附性能，特別是低質(zhì)量的金針菇根對(duì)低濃度的結(jié)晶紫的吸附性能較好，并且金針菇根也可用于回收廢水中的結(jié)晶紫，因此金針菇根是一種易得，成本低廉的吸附劑，對(duì)結(jié)晶紫具有較好的吸附效果，其在染料廢水治理方面將會(huì)有很好的應(yīng)用前景。

[1] 柴姝名,李 靜, 姚靜靜,等. 蘆花對(duì)廢水中染料污染物的吸附去除及回收利用的研究[J]. 山東化工, 2017, 46(12) :198-201.

[2] 趙 雪,何瑾馨, 展義臻. 印染廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 能源化工, 2009, 30(2): 38-43.

[3] 韓曉芳, 陳春華. 染料化工廢水處理技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理, 2010, 35(9): 70-73.

[4] 段群章. 結(jié)晶紫在光度分析中的實(shí)際應(yīng)用[J]. 有色金屬與稀土應(yīng)用, 1998(1):40-44.

[5] 劉長(zhǎng)暖, 劉蘭, 王軍志,等. 應(yīng)用結(jié)晶紫染色法測(cè)定干擾素效價(jià)[J]. 中國(guó)生物制品學(xué)雜志, 1999(1):36-38.

[6] 李明明, 逯家輝, 陳韻,等. 硫酸軟骨素的結(jié)晶紫分光光度法測(cè)定[J]. 中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2008, 39(01):50-51.

[7] 宋冬陽(yáng), 郭會(huì)琴, 顏流水. 油茶果殼對(duì)水溶液中結(jié)晶紫的吸附性能[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2014, 8(12):5129-5134.

[8] 范瑩瑩, 陳陣, 朱紅權(quán),等. AEO-7改性PbO電極電催化降解結(jié)晶紫[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 33(2):451-457.

[9] 高令飛, 蔣尊芳, 周繼承,等. 微波催化劑MgFe2O4-Fe2O3微波催化氧化降解結(jié)晶紫廢水[J]. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2015(12):74-79.

[10] 張敬華, 陳慧娟. 改性麥殼對(duì)結(jié)晶紫的吸附作用研究[J]. 化工新型材料, 2013, 41(7):187-189.

[11] 馬友文, 楊興, 李萍,等. 改性菌糠對(duì)水中結(jié)晶紫的吸附特性研究[J]. 化工新型材料, 2016(3):241-244.

[12] 翁 晴. 改性筍殼對(duì)結(jié)晶紫的吸附性能研究[J]. 湘潭大學(xué)自科學(xué)報(bào), 2015, 37(3):68-74.

[13] 馬會(huì)強(qiáng),李 陽(yáng), 石珍瑜,等. 紅茶粉末對(duì)結(jié)晶紫吸附性能研究[J]. 化工新型材料, 2016(11):220-222.

StudyontheAdsorptionandRemovalforCrystalVioletofFlammulinaVelutipesWaste

LiYabo,GuoYongming*

(College of Chemical and Pharmaceutical Engineering, Nanyang Normal University,Nanyang 473061,China)

The adsorption property of Flammulina Velutipes waste for crystal violet has been studied. The effect of crystal violet concentration, amount of Flammulina Velutipes waste and adsorption time on the adsorption property was demonstrated. And the recovery of crystal violet of this adsorbent was also studied. The results showed that Flammulina Velutipes waste exhibited the best adsorption property when the adsorption dose was 50 mg, the adsorption time was 6 hours, and the temperature was 25℃.

Flammulina Velutipes waste; crystal violet; adsorption; study

2017-09-15

河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(172102310668)；南陽(yáng)師范學(xué)院2016-2017學(xué)年實(shí)驗(yàn)(訓(xùn))室開放項(xiàng)目(SYKF2016013)；南陽(yáng)師范學(xué)院2016年度校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目(2016-JXYJYB-01)；南陽(yáng)師范學(xué)院專項(xiàng)項(xiàng)目(ZX2014043)

李亞博(1994—)，河南濮陽(yáng)人，2014級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生；通訊作者：郭永明(1986—)，河南周口人，講師，主要從事功能納米材料的合成和生化分析。

O657

A

1008-021X(2017)22-0166-02

(本文文獻(xiàn)格式：李亞博，郭永明.金針菇廢棄物對(duì)廢水中結(jié)晶紫的吸附性能的研究[J].山東化工，2017，46(22)：166-167.)