[发明专利]一种醌改性玄武岩纤维载体及其制备方法、应用

说明书

本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种醌改性玄武岩纤维载体的制备方法，包括步骤：将玄武岩纤维用丙酮抽提，再用蒸馏水浸泡，烘干并冷却，置于H₂SO₄/H₂O₂混合液中反应，洗涤、烘干；将纳米二氧化硅和含氨基的硅烷偶联剂混合置于水浴中搅拌得混合溶液，将混合溶液和预处理后的玄武岩纤维超声，烘干，取出并用丙酮和蒸馏水交替冲洗，烘干得到氨基功能化玄武岩纤维载体；往氨基功能化玄武岩纤维载体中滴加NaOH溶液和含磺酰氯基团的蒽醌化合物溶液，恒温振荡，取出并用二氯甲烷、乙醇和蒸馏水依次洗涤，烘干得到醌改性玄武岩纤维载体。相比于现有技术，本发明解决了醌类化合物作为氧化还原介体易随出水流失而造成二次污染的问题。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种醌改性玄武岩纤维载体及其制备方法、应用。

背景技术

玄武岩纤维主要由SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe_xO_y、MgO、TiO₂等组成，直径一般为7～13μm。玄武岩连续纤维机械强度高，具有耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，是一种绿色环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维之一，并且在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及环保领域等多个方面加以应用。

硝酸盐广泛存在于饮用水、工业废水、海水、养殖水中，带来诸多严重环境问题。例如水体的富营养化、水体酸化以及危害人类健康。硝酸盐作为主要的含氮化合物之一，其本身并不对人类健康造成危害，但是硝酸盐可以在肠道中通过还原转化为亚硝酸盐氮等致癌、致病的含氮化合物从而对人体产生危害。

铬是一种典型的环境重金属污染物。铬及其化合物作为重要的工业原料被广泛应用于电镀、印染、化工、电子、机械、冶炼制造等行业，导致了大量含Cr(Ⅵ)废水产生，造成了严重的环境污染，对生态环境产生了巨大危害，也威胁着人类的健康。Cr(Ⅵ)对动植物具有较大的生理毒性，易迁移、易被人体吸收，可致癌、致畸；超过100mg/L的铬会使植物的代谢过程紊乱，从而导致作物停止生长。天然水中铬的浓度在1-40μg/L之间，而环境中的铬含量只有在严重污染的情况下才会显著提高。使用生物法处理含Cr(Ⅵ)废水，消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠，更为经济环保，是目前普遍采用且更为推崇的处理方式。目前，具有生物还原Cr(Ⅵ)能力的微生物种类很多，主要包括真菌、藻类和细细菌，但生物代谢速率缓慢，还原效率总体低，因此很大程度上限制了这种方法的应用。因此加强厌氧生物转化效率是促进Cr(Ⅵ)生物还原的关键。

研究发现，氧化还原介体可以加快电子供体与电子受体间的电子传递速率，从而强化有毒、难降解污染物在环境中的还原，还原速率可提高几倍甚至几十倍。醌类化合物作为氧化还原介体，能够广泛的参与自然界中多种物质的迁移转化，在环境水污染控制领域具有潜在的应用前景。但在实际应用过程中，水溶性的氧化还原介体会随出水流失，造成环境的二次污染；若连续投加外源介体又会大大增加运行成本，这些因素极大地限制了醌类化合物的实际应用。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种醌改性玄武岩纤维载体的制备方法，解决醌类化合物作为氧化还原介体易随出水流失而造成二次污染的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种醌改性玄武岩纤维载体的制备方法，包括以下步骤：