阅读说明：本技术 一种处理罗丹明b染料废水的废纸板生物炭及其制备方法与应用 (Waste paperboard biochar for treating rhodamine B dye wastewater and preparation method and application thereof ) 是由 汪岩山 黄萍萍 罗淑琪 李哲鑫 张驷强 缪坤宏 支伟茹 张丘羽 邓施雨 火统蓉 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种处理罗丹明B染料废水的废纸板生物炭及其制备方法与应用,包括以下步骤：用剪刀将废纸板剪成小方块状,然后将块状废纸板用粉碎机粉碎1min,得到丝状废纸板生物质；将所得丝状废纸板生物质用锡箔纸包裹,置于管式炉热解,得到预炭化产物；将所得预炭化产物再放入刚玉方舟,置于管式炉热解；得到的产物用玛瑙研钵研磨成粉末,过100目筛子,得到最终的废纸板生物炭材料。发明选取废纸板生物质为原料,通过管式炉炭化制得具有特定功能的废纸板生物炭材料,一方面材料制备方法简单,且废纸板得到安全处置,另一方面,废纸板生物炭对罗丹明B具有高吸附功能,为罗丹明B染料废水处理提供理论与关键技术支撑。(The invention discloses waste paperboard biochar for treating rhodamine B dye wastewater, and a preparation method and application thereof, wherein the method comprises the following steps: cutting waste paper boards into small square shapes by using scissors, and then crushing blocky waste paper boards for 1min by using a crusher to obtain filamentous waste paper board biomass; wrapping the obtained filamentous waste paperboard biomass with tin foil paper, and putting the wrapped filamentous waste paperboard biomass in a tubular furnace for pyrolysis to obtain a pre-carbonized product; putting the obtained pre-carbonized product into a corundum ark, and putting the corundum ark into a tube furnace for pyrolysis; the obtained product is ground into powder by an agate mortar and sieved by a 100-mesh sieve to obtain the final waste paperboard biochar material. According to the invention, waste paperboard biomass is selected as a raw material, and the waste paperboard biochar material with a specific function is prepared by carbonizing through a tubular furnace, so that on one hand, the material preparation method is simple, and the waste paperboard is safely treated, and on the other hand, the waste paperboard biochar has a high adsorption function on rhodamine B, and provides theoretical and key technical support for rhodamine B dye wastewater treatment.)

一种处理罗丹明B染料废水的废纸板生物炭及其制备方法与 应用

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，更具体的涉及一种处理罗丹明B染料废水的废纸板生物炭及其制备方法与应用。

技术背景：

染料废水具有较强毒性，通过直接接触含有染料的水源，或者通过转移作用进入到食物链中被人类摄入，对人类的身体健康都有致畸和致癌的危害，而且由于染料较高的显色性，影响了水中植物对阳光的吸收，从而抑制了光合作用的发生，对水体植物的生长也有一定的抑制作用。所以染料废水治理亟待解决。

罗丹明B(RhB)是一种价格低廉、着色率高的碱性染料，广泛应用于纺织、塑料、皮革、染料、造纸和印刷行业。含罗丹明B染料的废水表现出高毒性和致癌性，且难被生物降解。因此，开发高效的罗丹明B染料废水处理技术迫在眉睫。

发明内容

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本专利发明提供了一种处理罗丹明B染料废水的废纸板生物炭及其制备方法与应用，利用废纸板为原料，制备出高效去除罗丹明B的废纸板生物炭材料，为含罗丹明B染料废水处理提供理论与关键技术支撑。

本发明采用以下技术方案：

一种处理罗丹明B染料废水的废纸板生物炭制备方法，包括以下步骤：

(1)用剪刀将废纸板剪成小方块状，然后将块状废纸板用粉碎机粉碎1min，得到丝状废纸板生物质；

(2)将步骤(1)所得丝状废纸板生物质用锡箔纸包裹，置于管式炉热解，得到预炭化产物；

(3)将步骤(2)所得预炭化产物再放入刚玉方舟，置于管式炉热解；得到的产物用玛瑙研钵研磨成粉末，过100目筛子，得到最终的废纸板生物炭材料。

进一步的，步骤(2)所述的管式炉热解的热解条件如下：500℃热解1h；升温速率为10℃/min；管式炉内气氛为惰性气体N₂。

进一步的，步骤(3)所述的管式炉热解的热解条件如下：700℃热解3h；升温速率为10℃/min；管式炉内气氛为惰性气体N₂。

一种处理罗丹明B染料废水的废纸板生物炭在含罗丹明B染料废水处理中的应用，包括以下步骤：

将所述废纸板生物炭投入浓度为20mg/L罗丹明B溶液，控制恒温摇床温度25℃，转速150rpm，反应12h达到吸附平衡后，取样离心5min获得上清液，离心转速为6000rpm，用分光光度计检测反应后溶液中罗丹明B浓度，计算得到废纸板生物炭处理罗丹明B废水罗丹明B的去除率。

本发明有益效果：

本发明选取废纸板生物质为原料，通过管式炉炭化制得具有特定功能的废纸板生物炭材料，一方面材料制备方法简单，且废纸板得到安全处置，另一方面，废纸板生物炭对罗丹明B具有高吸附功能，为罗丹明B染料废水处理提供理论与关键技术支撑。

附图说明

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图1是本发明在废纸板生物炭投加量(0.1g/L)固定情况下，初始罗丹明B浓度对吸附效果影响关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术路线及优点更加清晰明白，以下结合附图及实施例进一步说明本发明专利具体内容。

实施例1

将制得的废纸板生物炭材料用于净化20mg/L的罗丹明B染料废水，具体步骤如下：

称取5mg废纸板生物炭与5mg活性炭分别投入50mL浓度为20mg/L罗丹明B溶液，控制恒温摇床温度25℃，转速150rpm，反应12h，离心(6000rpm，5min)获得上清液，用分光光度计检测反应后溶液中罗丹明B浓度，计算得到废纸板生物炭处理罗丹明B废水罗丹明B的去除率为93.99％，而活性炭对罗丹明B去除率为94.89％。

实施例2

将制得的废纸板生物炭材料用于净化15mg/L的罗丹明B染料废水，具体步骤如下：

称取5mg废纸板生物炭与5mg活性炭分别投入50mL浓度为15mg/L罗丹明B溶液，控制恒温摇床温度25℃，转速150rpm，反应12h，离心(6000rpm，5min)获得上清液，用分光光度计检测反应后溶液中罗丹明B浓度，计算得到废纸板生物炭处理罗丹明B废水罗丹明B的去除率为95.90％，而活性炭对罗丹明B去除率为95.87％。

实施例3

将制得的废纸板生物炭材料用于净化10mg/L的罗丹明B染料废水，具体步骤如下：

称取5mg废纸板生物炭与5mg活性炭分别投入50mL浓度为10mg/L罗丹明B溶液，控制恒温摇床温度25℃，转速150rpm，反应12h，离心(6000rpm，5min)获得上清液，用分光光度计检测反应后溶液中罗丹明B浓度，计算得到废纸板生物炭处理罗丹明B废水罗丹明B的去除率为98.67％，而活性炭对罗丹明B去除率为98.57％。

实施例4

将制得的废纸板生物炭材料用于净化5mg/L的罗丹明B染料废水，具体步骤如下：

称取5mg废纸板生物炭与5mg活性炭分别投入50mL浓度为5mg/L罗丹明B溶液，控制恒温摇床温度25℃，转速150rpm，反应12h，离心(6000rpm，5min)获得上清液，用分光光度计检测反应后溶液中罗丹明B浓度，计算得到废纸板生物炭处理罗丹明B废水罗丹明B的去除率为99.60％，而活性炭对罗丹明B去除率为99.23％。