[发明专利]一种纳米多孔三硝基苯酚吸附剂及其制备与吸附方法

说明书

本发明公开了一种纳米多孔三硝基苯酚吸附剂及其制备与吸附方法，将无机铁盐溶于20毫升二次蒸馏水中，使其浓度为0.02‑0.5 M,混合后得到溶液A；将羧基衍生物溶于20毫升有机溶剂中，使其浓度为0.02‑0.2 M，混合后得到溶液B；将溶液A和溶液B在常温下混合搅拌30‑50分钟后移到带油浴回流装置的烧瓶中，在110‑140摄氏度下加热回流2‑4小时，然后抽滤得到褐色滤饼；上述褐色滤饼清洗、干燥得到目标吸附剂固体粉末。常温下吸附剂吸附三硝基苯酚实验结果表明：吸附快可在40分钟内达到吸附平衡，最大吸附量为166.69 mg.g^‑1。本发明吸附剂研制及吸附方法对水体中三硝基苯酚的污染控制有重要的应用价值和推广意义。

技术领域

本发明涉及一种水体中三硝基苯酚吸附剂制备方法，属于无机纳米多孔材料吸附剂领域，特别是一种纳米多孔三硝基苯酚吸附剂及其制备与吸附方法。

背景技术

环境水体中含−OH, −NO₂芳香有机污染物的危害是一个十分严重的环境污染问题。三硝基苯酚广泛应用于生产烟花、皮革和染料等行业。工业排放废水中的三硝基苯酚水溶性高，容易导致附近的土壤和水生系统的污染，造成严重的环境危害，甚至在极低的浓度下也会对人体造成严重的皮肤、眼睛、肝脏、肾脏和呼吸系统的健康问题。因此有效去除工业废水中的三硝基苯酚一项重要和紧迫的研究课题。

传统处理有机污染物的方法有化学沉淀法、电解法、膜处理法、混合处理法等，这些方法在处理低浓度（小于100 mg.L^-1）有机污染物废水存在工艺复杂、操作繁琐、运行费用高、易产生二次污染等弊端。再者，三硝基苯酚具有较高的缺电子特性及高的化学稳定性，其很难通过生物或化学降解的方法有效去除。吸附作为一种有效的去除废水有机污染物的传统方法，它具有能耗低、操作条件温和、操作简单等优点在实际中应用广泛。

目前，开展三硝基苯酚的微量检测较多，而对其在水体中的吸附去除研究较少。文献调研发现，已报道的吸附三硝基苯酚的吸附量都有待提高，如Hasan Uslu等采用XAD-16聚合物树脂作为吸附剂研究吸附三硝基苯酚，其吸附量只有60.97 mg.g^-1 [1]；S.K.Srivastava 采用蔗渣粉煤灰吸附三硝基苯酚，吸附量为74.07 mg.g^-1 [2]；张正国报道的葵花盘基炭材料吸附三硝基苯酚吸附量为95.57 mg.g^-1 [3]。如何采用简易方法制备对三硝基苯酚具有高选择性、高吸附量的吸附剂具有重要的实际应用价值。

纳米级有机－无机框架化合物材料具有化学成分(结构)可定向调控、巨大比表面积、规则孔洞可调至纳米级及表面易修饰等众多性能，其在吸附有机污染物显示出独特的活性。三硝基苯酚作为一种典型的剧毒、易爆炸的有机污染源，采用新型的纳米有机－无机框架化合物材料作为吸附剂未见文献报道。

[1] Hasan Uslu & Göksel Demir, Investigation of efficiency ofamberlite XAD-16 on adsorption of 2,4,6-trinitrophenol (TNP), Desalination and Water Treatment, 39 (2012) 88–94

[2] S.K. Srivastava, V.K. Gupta, N. Johri, D. Mohan, Removal of 2,4,6-trinitrophenol using bagasse fly ash—A sugar industry waste material,Indian Journal of Chemical Technology, 1995, 2: 333-336

[3] 张正国，葵花盘基炭材料对三硝基苯酚的吸附性能，计算机与应用化学，2015, 32(2): 199-202。