[发明专利]一种阴离子染料吸附剂及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201210049807.5 申请日: 2012-02-29
公开(公告)号: CN102580689A 公开(公告)日: 2012-07-18
发明(设计)人: 王立娟;张潇予;谭佳;魏新浩 申请(专利权)人: 东北林业大学
主分类号: B01J20/24 分类号: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
代理公司: 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 代理人: 韩末洙
地址: 150040 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 阴离子 染料 吸附剂 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

技术领域

发明涉及染料吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国是世界废纸最大进口国和消费大国,而国内废纸回收率却只达到38%左右,仍低于47.7%的世界平均水平和发达国家70%左右的水平,废纸回收利用仍有着巨大的发展潜力。

印染废水的水质复杂,色度深,有机物含量高,生物降解性较低。单一的处理方法很难达到排放要求,需采用物理、化学、生物等多种方法组合进行。意大利、日本等对印染废水处理采用工厂处理和城市污水综合处理相结合的方法。目前,国内的印染废水处理手段以生物法为主,辅以物理法和化学法。化学处理法有絮凝法、化学沉淀法等。由于近年来新型染料、PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,给处理增加了难度,旧的生化法在脱色方面一直不令人满意。活性炭在废水处理中体现了很好的性能,但对于翠蓝这样的染料的脱除率仅为30%~60%,且成本过高。

发明内容

本发明是要解决现有的处理印染废水的方法中化学处理法处理效果差,活性炭法成本高的技术问题,而提供一种阴离子染料吸附剂及其制备方法和应用。

本发明的一种阴离子染料吸附剂为季铵盐纤维素,其结构式为

其中的n为300~800的正整数。

上述的阴离子染料吸附剂的制备方法按以下步骤进行:

一、将废报纸纤维脱墨后粉碎至80~120目,得到脱墨废报纸纤维;

二、按脱墨废报纸纤维与质量浓度为20%的氢氧化钠的质量体积比为1g∶20~30mL、脱墨废报纸纤维与环氧氯丙烷的质量比为1∶(5~15)、环氧氯丙烷与三乙胺的体积比为(1~4)∶1的比例称取脱墨废报纸纤维、质量浓度为20%的氢氧化钠、环氧氯丙烷与三乙胺;

三、将步骤二称取的脱墨废报纸纤维与质量浓度为20%的氢氧化钠加入到容器中,常温下搅拌1h~2h,然后调节pH值大于13,得到浊液;

四、将步骤二称取的环氧氯丙烷加入到步骤三得到的浊液中,在温度为60~70℃的条件下搅拌6~8小时,然后过滤,弃掉滤液,得到固相物;

五、将步骤二称取的三乙胺用乙醇稀释至质量浓度为30%~34%,然后与步骤四得到的固相物一同加入到三口瓶中,在温度为80~85℃的条件下搅拌3~4小时,然后过滤,过滤得到的固相物即为粗品;

六、将步骤五得到的粗品先用乙醇洗涤,再用水洗涤,接着用盐酸和氢氧化钠调节至中性,再过滤出来固相物,固相物经干燥后,得到阴离子染料吸附剂。

步骤一中所述的废报纸纤维脱墨的方法为:按氢氧化钠、过氧化氢、硅酸钠、表面活性剂、废报纸与蒸馏水按质量比为5∶5∶10∶1∶5∶31放入容器中,在65℃的水浴条件下搅拌1小时,然后洗涤干净,在60℃的条件下干燥5小时,完成脱墨。

步骤六中,粗品用乙醇洗涤的次数为3~4次,用水洗涤的次数为3~4次;

步骤六中,盐酸的浓度为0.1mol/L,氢氧化钠的浓度为0.1mol/L;

步骤六中,固相物的干燥温度为55~65℃,干燥时间为12~18小时。

本发明的一种阴离子染料吸附剂的应用,是将阴离子染料吸附剂用于阴离子染料废水的处理。

具体处理阴离子染料废水的步骤如下:将阴离子染料吸附剂加入到pH值为2~10、温度为25~50℃、染料浓度在小于160mg/L的阴离子染料废水中,用振荡器震荡100~350分钟,然后将阴离子染料吸附剂过滤出来,完成阴离子染料废水的处理;其中阴离子染料吸附剂与阴离子染料废水的质量比1g∶1630g。

本发明是利用废报纸纤维合成一种纤维素季铵盐,反应方程式为:

纤维素季铵盐结构是由葡萄糖通过1,4糖苷键相连形成纤维素,并在葡萄糖的6号位上发生取代反应形成季铵盐。

纤维素是天然的有机高分子材料,具有可再生、无毒、可完全被生物降解,在自然界形成良性循环、生物相容性和易衍生化等特点,广泛的应用于各个领域。本发明利用废弃报纸纤维素为原料制备阴离子染料吸附剂,体现了了循环经济的思想,报纸纤维素中的离子纤维素醚由于具有离子基团,使其在废水处理方面显现出优异的性能,使废物得以利用,以废制废,有利于环境保护。而且合成工艺简单明了,易于操作,在正常实验条件下可以大量获得。

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