CN103073588B

CN103073588B - 功能化离子液体及其应用

Info

Publication number: CN103073588B
Application number: CN201210530782.0A
Authority: CN
Inventors: 蒋智猛
Original assignee: NINGBO HAOCHENG SYNTHETIC LEATHER Co Ltd
Current assignee: NINGBO HAOCHENG SYNTHETIC LEATHER Co Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2032-12-11
Also published as: CN103073588A

Abstract

本发明公开一种功能化离子液体，其应用于废水中COD的处理，该功能化离子液体能够在常温下就能高效的降低废水中的COD，对温度要求低、能反复萃取使用、成本低廉、不会对环境造成污染的。该离子液体阳离子结构式如下式(I)所示 (I)阴离子如下式(II)或下式(III)所示：

Description

功能化离子液体及其应用

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体是一种用于废水处理中降低废水COD的功能化离子液体及其应用。

背景技术

随着国内节能减排政策推进的力度不断加大，水污染的防治被放在了更加重要的地位。传统的化工、制药、造纸、钢铁、发酵等行业的水污染治理都取得了积极的进展。而电子工业特别是微电子工业往往被归为IT产业而忽视了其的污染问题。实际上，在电子行业，特别是微电子制造加工领域，也往往是水资源的污染大户。传统的印刷电路板的制造、陶瓷封装、智能手机以及平板电脑的组装、触摸式电容屏的擦拭过程中都会产生大量含有有机物的废水，导致水体的COD即化学需氧量大幅的升高。

微生物处理方法是降低废水中COD常用的方法，但该方法对温度要求严格的特点，往往在大规模使用过程中会产生不好的效果。而近年来出现的膜处理方法，具有高效快速的方法而得到了广泛的应用，但膜处理，特别是反渗透处理的方法投资成本很高，特别预处理复杂。

中华人民共和国国家知识产权局网站上公开了一种处理高COD废水的方法，采用的处理剂由聚丙烯类聚合物、无机盐和催化剂等反应而制成。该发明的问题在于，使用的聚丙烯絮凝剂的残留，会造成处理后的废水二次污染的严重问题。另外公开的一种由多种无机物混合而成的污水处理剂的配方，采用工业生产中的聚合磷酸氯化铁，与14-65％非晶质二氧化硅，4-40％硅酸盐，余量为聚合磷酸氯化铁，混合为具有各种官能团的集合体，对多种污染物絮凝聚集，该方法同样的不可避免引入含铁的杂质，造成水体的二次污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种应用于废水处理降低废水COD的功能化离子液体，该离子液体能够在常温下就能高效的降低废水中的COD，对温度要求低、能反复萃取使用、成本低廉、不会对环境造成污染的。

本发明的技术解决方案是：

一种功能化离子液体,其阳离子为季磷盐离子，结构式如下式（I）所示：；

（I）

所述-C₃H₇、-C₈H₁₇为直链。

其阴离子结构式如下式 (Ⅱ)所示：

(Ⅱ)

或如下式 (Ⅲ)所示：

(Ⅲ) 。

所述的功能化离子液体用于萃取处理废水，降低废水的COD。

所述的功能化离子液体所处理的废水温度为0~30℃。

所述的功能化离子液体处理时离子液体与废水的体积比为1:1~10。

所述的功能化离子液体处理废水时，萃取时间少不能明显降低废水中的COD，萃取时间长影响生产而COD也不会有更明显的降低，因此适宜的萃取时间为10~120分钟。

所述的功能化离子液体处理的废水pH值为4~9，PH过高或过低都会影响功能化离子液体对废水中COD的处理。

所述的功能化离子液体处理废水后经过反萃取可使离子液体得到再生。

所述离子液体，在使用萃取多次以后萃取效率会有所下降，经过反萃取以后可使离子液体得到再生，萃取效率有所恢复。

一种本发明所述的功能化离子液体可采用如下方法制备：

(1)室温下,将季磷盐过阴离子交换树脂制备出强碱性离子液体；

(2)将所步骤(1)所得强碱性离子液体与包含式(Ⅱ)或式(Ⅲ)的盐类在溶剂中室温下反应12-24小时；

(3)将所步骤(2)所得反应物在旋转蒸发仪中50-90℃减压，蒸发0.5-10小时；

(4)将步骤(3)所得混合物在50-90℃下蒸发并干燥即可。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本离子液体饱和蒸汽压非常小，挥发性极低，不会因为自身的挥发带来损失，同时避免了处理过程中由于使用有机高分子或者无机氯化物因挥发所带来的二次污染问题。

2、本发明离子液体处理废水时常温下就能有效降低废水中的COD，对温度要求低。

3、该离子液体对废水处理方便，使用后经过简单的反萃取就能重复使用、成本低廉、不会对环境造成污染的

具体实施方式

下面通过具体实施案例将对本发明作进一步描述，但本发明不仅限于以下实施例。

本实施例中涉及反萃取即为在室温、pH值为6.8~7.2条件下，采用等体积的去离子水萃取洗涤离子液体三次，每次洗涤搅拌10分钟后分离水。

所述废水的COD值是随着废水中的有机物浓度减小而减小，COD含量由重铬酸钾法(GB1191489)测定。

本发明所用试剂均购买自德国的Sigma-Aldrich化学试剂公司，离子交换树脂购买自陶氏化学公司。

实施例1：

室温下，将1mol八烷基三丙基溴化鏻过阴离子交换树脂[DOWEX MONOSPHERE 550A (OH)]得到强碱性离子液体，然后将该强碱性离子液体与3mol4-(三氟甲基)-3,4-二氢吡啶-2-酮钠盐混合在4mol乙醇中，室温搅拌反应24小时；将所得混合物在旋转蒸发仪中60℃减压1小时；然后在减压干燥箱80℃干燥12小时即得功能化离子液体1，结构为：

，下同。

取100ml功能化离子液体1，用去离子水反萃取，再将上述功能化离子液体1和200ml某待处理电子封装厂废水加入到1000ml烧杯中，在20℃条件下搅拌30分钟，过滤去除悬浮物，然后测定样品中COD去除率为85%。

实施例2：

室温下,将1mol八烷基三丙基溴化鏻过阴离子交换树脂[DOWEX MONOSPHERE 550A (OH)]得到强碱性离子液体，然后将该强碱性离子液体与3mol硝基氨腈钠混合在4mol乙醇中，室温搅拌20小时；将所得混合物在旋转蒸发仪中60℃减压2小时；然后在减压干燥箱80℃干燥12小时即得功能化离子液体2，结构式为：

，下同。

取100ml功能化离子液体2，用去离子水反萃取，再将上述离子液体和200ml某待处理电子封装厂废水，加入1000ml烧杯中，在20℃条件下搅拌30分钟，过滤去除悬浮物，然后测定体系COD去除率为80%。

实施例3：

取100ml实施例1中所述功能化离子液体1，用去离子水反萃取，再将上述功能化离子液体和200ml某待处理电子封装厂废水，加入1000ml烧杯中，在20℃条件下搅拌60分钟，过滤去除悬浮物，然后测定体系COD去除率为87%。

实施例4：

取100ml实施例1中所述功能化离子液体1，用去离子水反萃取，再将上述功能化离子液体和1000ml某待处理电子封装厂废水，加入2000ml烧杯中，在20℃条件下搅拌25分钟，过滤去除悬浮物，然后测定体系COD去除率为70%。

实施例5~14：

取100m功能化离子液体1反萃取，再将上述功能化离子液体和200ml某待处理电子封装厂废水，加入1000ml烧杯中，在20℃条件下搅拌30分钟，过滤去除悬浮物，然后测定体系COD去除率，然后将此功能化离子液体用等体积的去离子水萃取10分钟后分离水，继续用于去除废水中的COD，重复9次，结果见下表1。

表1

实施例	结果（去除率%）
		5	85
6	85
		7	86
8	84
		9	83
10	84
		11	81
12	80
		13	78
14	76

实施例15:

取100ml已经使用10次萃取废水的功能化离子液体1，用去离子水进行反萃取，然后加入200ml某待处理电子封装厂废水，在20℃条件下搅拌30分钟，过滤去除样品中的悬浮物，然后测定体系COD的去除率为85%。

Claims

1.一种功能化离子液体,其阳离子为季磷盐离子，结构式如下式(I)所示：

所述-C₃H₇、-C₈H₁₇为直链；

其阴离子结构式如下式(Ⅱ)所示：

或如下式(Ⅲ)所示：

2.一种根据权利要求1所述的功能化离子液体的用途，其特征在于：用于萃取处理废水，降低废水COD，废水温度为0～30℃。

3.根据权利要求2所述的功能化离子液体的用途，其特征在于：处理时离子液体与废水的质量比为1:1～10。

4.根据权利要求2所述的功能化离子液体的用途，其特征在于：处理废水时，萃取时间为10～120分钟。

5.根据权利要求2所述的功能化离子液体的用途，其特征在于：废水pH为4～9。

6.根据权利要求2所述的功能化离子液体的用途，其特征在于：功能化离子液体使用后经过反萃取使离子液体得到再生。