[发明专利]一种用于含酚废水处理的新材料制备及使用方法

说明书

本发明涉及一种用于含酚废水处理的新材料制备及使用方法，该材料以聚乙烯亚胺为间隔臂，6‑氨基‑2‑萘酸为单体进行制备，基于π‑π相互作用及离子交换作用，能选择性地吸附含酚废水中的酚类化合物。本发明所制备的材料采用链状的聚乙烯亚胺作为间隔臂，其亲水性强，结构灵活，可修饰的氨基位点丰富，能固载大量6‑氨基‑2‑萘酸。此外本材料以聚乙烯亚胺和6‑氨基‑2‑萘酸对酚类化合物具有协同吸附的作用；通过调节加入的6‑氨基‑2‑萘酸量可实现对含酚废水中不同类型酚类化合物的选择性分离；6‑氨基‑2‑萘酸修饰的硅胶颗粒容易再生，可以循环利用。

技术领域

本发明涉及新材料制备技术领域，具体的说，是一种用于含酚废水处理的新材料制备及使用方法。

背景技术

随着石油化工及其下游产品资源的精细利用和开发，苯酚及其衍生物作为重要的石油精细化工原料和产品，在石油化工、塑料、农药、染料及酚醛树脂、环氧树脂等各类化工领域中具有广泛应用。由于苯酚及其衍生物难以自然降解或分解，随之带来的含酚废水环境污染问题一直是污水处理领域的难点和热点。根据所含污染物的浓度分为低浓度含酚废水和高浓度含酚废水，通常酚含量大于100mg/L的废水为高浓度含酚废水。

苯酚及其衍生物大多具有毒性和腐蚀性，它们可引起人体不同程度的中毒，给人类健康带来危害，因此，对含酚废水进行处理具有重要意义。目前含酚废水的处理方法大致有物理法、化学法和生物法等。萃取法对高含酚废水的处理效果较好，但需要进行多次的萃取及反萃取才能完成处理，工艺过程十分复杂，难以大面积推广；化学氧化法是利用具有强氧化性的化学药剂来分解高含酚废水中的酚类化合物，而化学药剂的成本较高，且易造成二次污染；而生物法则是利用微生物降解含酚废水，但高含酚废水中的苯酚及其衍生物对微生物具有毒害作用，微生物的生物活性受影响很大，导致微生物难以降解酚类有机物。因此急需开发性能优异的含酚废水处理材料，这类材料应具有能大批量合成、物理化学性质稳定、处理含酚废水中酚类化合物能力强、能重复使用、不造成废水二次污染等优势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于含酚废水处理的新材料制备及使用方法。本发明中制备的6-氨基-2-萘酸修饰的硅胶颗粒基于π-π相互作用及离子交换作用能实现含酚废水中酚类化合物高效、高选择性地分离。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于含酚废水处理的新材料制备及使用方法，新材料制备及使用的具体步骤为：

(1)硅胶颗粒的预处理：取硅胶颗粒，分散于0.1mol/L的氢氧化钠(NaOH)溶液中，超声20-50min，加稀盐酸调pH至6.0-7.0后，抽滤分离用去离子水冲洗至流穿液为中性，再用甲醇或乙腈冲洗，40-60℃真空烘干备用；

在步骤(1)中，所述的硅胶颗粒粒径为10-100μm，孔径为10-100nm，能耐受1-10MPa的大气压；

在步骤(1)中，所述的硅胶颗粒每增加1g，对应0.1mol/L的NaOH溶液应增加10-30ml；

(2)硅胶颗粒的硅烷化处理：将活化的硅球分散于甲醇溶液中，加入3-氨丙基三乙氧硅烷(APTEOS)，超声混匀后，40-70℃下反应12-24h得到氨基修饰的硅球，抽滤分离，甲醇清洗数次后40-60℃真空干燥备用；

在步骤(2)中，所述的硅胶颗粒每增加1g，对应的甲醇溶液增加10-30mL，APTEOS增加1.0-1.5g；

(3)聚乙烯亚胺修饰的硅胶颗粒：将氨基修饰的硅球分散于无水二甲基亚砜(二甲基亚砜)，加入羰基二咪唑，50-100℃条件下反应6-18h，冷却后抽滤分离，无水二甲基亚砜清洗后重新分散于二甲基亚砜中，加入分散于二甲基亚砜中的聚乙烯亚胺溶液，50-100℃条件下反应6-18h后抽滤分离，甲醇、去离子水、甲醇交替清洗数次后40-60℃真空干燥备用；