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一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂及其制备方法与应用   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-06-12
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-09-17
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-10-22
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-06-12
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201910504669.7 申请日 2019-06-12
公开/公告号 CN110152622B 公开/公告日 2021-10-22
授权日 2021-10-22 预估到期日 2039-06-12
申请年 2019年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 B01J20/24C02F1/28B01J20/30C02F101/32 主分类号 B01J20/24
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 5
权利要求数量 6 非专利引证数量 1
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证 1、CN 101264436 A,2008.09.17CN 103949222 A,2014.07.30CN 108220277 A,2018.06.29CN 107456954 A,2017.12.12CN 102921432 A,2013.02.13CN 107243334 A,2017.10.13CN 206553350 U,2017.10.13JP 2008264748 A,2008.11.06CN 108654643 A,2018.10.16CN 108585763 A,2018.09.28CN 106809956 A,2017.06.09闫红芹等.预处理方法对丝瓜络纤维性能的影响《.纺织学报》.2018,王天杰.丝瓜络在环境污染治理中的应用研究进展《.环境影响评价》.2019,第41卷(第2期),魏三春.基于丝瓜络介孔碳材料的电化学超级电容器《.中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2016,Li Shengfang et al..Reduced grapheneoxide modified luffa sponge as abiocomposite adsorbent for effectiveremoval of cationic dyes from aqueoussolution《.DESALINATION AND WATERTREATMENT》.2016,;
引用专利 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 辽宁大学 当前专利权人 苏州方运科学技术服务有限公司
发明人 苏丹、王天杰、普聿 第一发明人 苏丹
地址 辽宁省沈阳市沈北新区道义南大街58号 邮编 110000
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 辽宁省 申请人所在市 辽宁省沈阳市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
沈阳杰克知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
金春华
摘要
本发明公开一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂及其制备方法与应用。所述生物质吸附剂由丝瓜络洗涤干燥粉碎后,经高压高温改性,再将其洗涤,烘干得到。将其应用于对水中痕量PAHs(菲、芘)进行吸附,具有较高的吸附效率。该吸附剂具有成本低、去除效率高、易于操作、易于回收等优点,且是一种可以多次重复利用、机械强度大、无毒、可生物降解的材料。
  • 摘要附图
    一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图1
    一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图2
    一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图3
    一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图4
    一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂及其制备方法与应用
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-06-24 专利权的转移 登记生效日: 2022.06.10 专利权人由辽宁大学变更为苏州方运科学技术服务有限公司 地址由110000 辽宁省沈阳市沈北新区道义南大街58号变更为215128 江苏省苏州市吴中区长桥街道财智商务广场5幢1721号
2 2021-10-22 授权
3 2019-09-17 实质审查的生效 IPC(主分类): B01J 20/24 专利申请号: 201910504669.7 申请日: 2019.06.12
4 2019-08-23 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将丝瓜络清洗后于烘箱中烘干,然后用粉粹机碾磨并过40目筛,取筛下物于高温130℃,高压
0.125MPa下,处理5‑6小时,用蒸馏水清洗,烘干,得生物质吸附剂。

2.按照权利要求1所述的方法制备的生物质吸附剂在吸附污水中多环芳烃中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述生物质吸附剂在吸附污水中痕量多环芳烃中的应用,所述痕量为0.1mg/L‑1mg/L。

4.根据权利要求2或3所述的应用,其特征在于,所述多环芳烃是菲或芘。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,方法如下:调节含有多环芳烃的污水的pH值呈中性,加入生物质吸附剂,进行吸附12‑24h。

6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,生物质吸附剂的加入量,按固液比为1mg:
(1‑3)mL。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于生物质吸附剂领域,尤其涉及用于去除污水中痕量致癌物多环芳烃的生物质吸附剂。

背景技术

[0002] 多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,简称PAHs),是指由两个及两个以上苯环稠合而成的一类化合物,其所有的碳原子和氢原子都处于同一平面内,是世界上最早发现的一类化学致癌物。由于致癌、致畸、致突变的作用,PAHs被列入对生态系统和人类健康危害最大的化合物列表,美国环保总局(EPA)等也把PAHs列为优先监测污染物中的一类。PAHs主要通过废水排放、废物沥滤、意外排放、大气沉降和扩散源等进入水体,因疏水性、低溶解性、难降解性及长距离迁移性,在自然水体中以痕量浓度广泛分布。我国大部分地表水已经被PAHs污染,增加了PAHs通过水介质进入人体的可能性。PAHs包括低(二至四个苯环)和高(五个及以上苯环)分子量化合物,低分子量PAHs比高分子量PAHs疏水性小,水溶性强,因此在水中具有较大的流动性,并增加邻近水生生态系统污染的风险。
[0003] 通常去除水环境痕量PAHs的方法主要包括生物降解法、植物修复法、紫外线光解法、吸附法、高级氧化法和化学去除法等。由于PAHs的低溶解性,一些传统方法如光催化、超声催化、臭氧氧化等对痕量PAHs的去除效果并不理想,而吸附法尤其是生物质吸附是一种有效方法,具有成本低、去除效率高、易于操作、易于回收等优点,成为处理环境中痕量PAHs的主要方法。由于生物质材料对持久性有机污染物吸附能力强,且易通过改性成为良好的吸附材料,所以生物质材料引起了广泛关注。
[0004] 丝瓜属于葫芦科丝瓜属一年生攀援性植物,丝瓜络由丝瓜果实成熟、发黄、干枯时采摘,经去皮、除子、晒干获得。丝瓜络一般呈黄白色或白色,是由维管束纵横交错而成的立体多孔网状物,多数为长圆形,两头细中间略粗。目前丝瓜络可用于洗碗,清洁汽车和玻璃器皿,绝缘材料以及枕头,床垫,马鞍和垫肩的填充物等。除这些用途外,丝瓜络材料在帽子制造、鞋底、汽车挡风玻璃刮水器、船用发动机过滤器、罐保持器和手套以及水过滤器中具有商业用途。丝瓜络是一种天然,低成本,无毒,可生物降解的材料,在地球上有着惊人的储存量,近年来除了将其应用于生活领域外,大部分被丢弃,造成资源的浪费。由于丝瓜络具有较大的比表面积,赋予了丝瓜络强大的吸附能力。因此,研究丝瓜络吸附法去除水中痕量PAHs,对于净化PAHs污染水体具有重要意义。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种以丝瓜络为材料通过对其进行改性制备用于吸附水中痕量PAHs的生物质吸附剂。
[0006] 本发明采用的技术方案是:一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂,所述生物质吸附剂是由丝瓜络经高温高压改性制得的丝瓜络吸附剂。
[0007] 一种用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂的制备方法,包括如下步骤:将丝瓜络清洗后于烘箱中烘干,然后用粉粹机碾磨并过40目筛,取筛下物于高温高压下处理5‑6小时,用蒸馏水清洗,烘干,得生物质吸附剂。
[0008] 进一步的,上述的制备方法,所述高温为130℃,所述高压为0.125MPa。
[0009] 上述的生物质吸附剂在吸附污水中多环芳烃中的应用。
[0010] 进一步的,所述生物质吸附剂在吸附污水中痕量多环芳烃中的应用,所述痕量为0.1mg/L‑1mg/L。
[0011] 进一步的,所述多环芳烃是菲(Phe)或芘(Pyr)。
[0012] 进一步的,上述的应用,方法如下:调节含有多环芳烃的污水的pH值呈中性,加入上述的生物质吸附剂,进行吸附12‑24h。
[0013] 进一步的,权利要求1所述的生物质吸附剂的加入量,按固液比为1mg:(1‑3)mL。
[0014] 本发明的有益效果是:本发明所采用的吸附剂原料具有成本低、去除效率高、易于操作、易于回收等优点,且是一种可以多次重复利用、机械强度大、无毒、可生物降解的材料,用于多环芳烃的去除其吸附容量大,吸附速率快,能在较短的时间内完成吸附。本发明按固液比1mg:(1‑3)mL投加入初始浓度为1mg/L的菲或芘溶液中,能够去除其中81.3%的菲或94.3%的芘。

实施方案

[0020] 以下实施例仅用于说明本发明,但不限制本发明的使用范围。
[0021] 实施例1
[0022] 用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂,制备方法如下:
[0023] 将条状丝瓜络用蒸馏水冲洗以除去灰尘,然后于65℃烘箱中烘干。将烘干后的丝瓜络用粉粹机碾磨并过筛(40目),取筛下物,得丝瓜络粉末。将丝瓜络粉末经高温高压(130℃;0.125MPa)处理5小时,产物用蒸馏水冲洗,120℃烘箱中烘干,得到丝瓜络吸附剂。
[0024] 产物经高效液相色谱仪(Agilent1100,美国安捷伦科技有限公司)检测,结果如图1所示。由图1可见,本发明丝瓜络吸附剂表面粗糙,有脊,且截面处有大量空隙,壁褶皱不平。本发明丝瓜络吸附及具有极高的空隙率,低密度,较大的比表面积,从而具有较强的吸附能力。
[0025] 实施例2
[0026] 用于吸附水中PAHs的生物质吸附剂去除污水中痕量多环芳烃的方法[0027] (一)模拟污水的配制
[0028] 精确称取1mg固体Phe放入烧杯中,加入丙酮直至Phe完全溶解,将溶液转置于1000mL容量瓶中,用超纯水定容,配置初始浓度为1mg/L的Phe的水‑丙酮溶液。
[0029] 精确称取1mg固体Pyr放入烧杯中,加入丙酮直至Pyr完全溶解,将溶液转置于1000mL容量瓶中,用超纯水定容,配置初始浓度为1mg/L的Pyr的水‑丙酮溶液。
[0030] (二)方法
[0031] 取100mL浓度为1mg/L的Phe的水‑丙酮溶液和100mL浓度为1mg/L的Pyr的水‑丙酮溶液,分别置于250mL锥形瓶中,然后各加入生物抑制剂(0.1mg氯化钙和0.2mg叠氮化钠),调节pH=7。
[0032] 于两个装有样品的250mL锥形瓶中,分别加入实施例1制备的丝瓜络吸附剂50mg,在室温,避光条件下以100r/min振荡吸附24h。
[0033] 取样检测,计算丝瓜络吸附剂对Phe和Pyr的吸附量,结果如图2所示。由图2可见,本发明按固液比1mg:2mL投加入初始浓度为1mg/L的菲或芘溶液中,能够去除其中81.3%的菲或94.3%的芘,而丝瓜络吸附剂最终的平衡吸附量菲:1.626μg/mg,芘:1.886μg/mg。
[0034] (三)Phe和Pyr初始浓度对丝瓜络吸附剂吸附量的影响
[0035] 分别取100mL浓度为0.2、0.4、0.8、1.0、1.2mg/L的Phe的水‑丙酮溶液置于250mL锥形瓶中,然后各加入生物抑制剂(0.1mg氯化钙和0.2mg叠氮化钠),调节pH=7。然后分别加入实施例1制备的丝瓜络吸附剂50mg,在室温,避光条件下以100r/min振荡吸附24h。
[0036] 分别取100mL浓度为0.2、0.4、0.8、1.0、1.2mg/L的Pyr的水‑丙酮溶液置于250mL锥形瓶中,然后各加入生物抑制剂(0.1mg氯化钙和0.2mg叠氮化钠),调节pH=7。然后分别加入实施例1制备的丝瓜络吸附剂50mg,在室温,避光条件下以100r/min振荡吸附24h。
[0037] 取样检测,计算不同Phe和Pyr的初始浓度下,丝瓜络吸附剂对Phe和Pyr的吸附量,结果如图3所示。由图3可见,随着菲与芘初始浓度的增加,丝瓜络吸附剂对其吸附量随之增加。
[0038] (四)丝瓜络吸附剂对Phe和Pyr的等温吸附
[0039] 对(三)中取样检测数据进一步处理。结果如图4所示,吸附等温线中平衡浓度与吸附量之间的关系呈非线性,由此推断本发明丝瓜络吸附剂对Phe和Pyr的吸附机制主要为表面吸附,且以单分子层吸附为主。

附图说明

[0015] 图1为本发明实施例1制备的生物质吸附剂的SEM图;
[0016] 其中,a:2000倍下丝瓜络吸附剂截面SEM图;b:500倍下丝瓜络吸附剂表面SEM图;c:1000倍下丝瓜络吸附剂表面SEM图;d:2000倍下丝瓜络吸附剂表面SEM图。
[0017] 图2为本发明实施例2中生物质吸附剂在浓度为1mg/L下对菲与芘的吸附量图。
[0018] 图3为本发明实施例2中不同初始浓度下,生物质吸附剂对菲与芘的饱和吸附量。
[0019] 图4为本发明实施例2中吸附剂对菲与芘的吸附等温线。
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