CN103466828A - 一种水溶性酸碱混合染料的分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水溶性酸碱混合染料的分离方法。包括如下步骤：（1）将待分离的混合染料溶解于水得到水溶液；向水溶液加入式Ⅰ所示凝胶剂，加热使凝胶剂完全溶解得到混合溶液；混合染料为酸性染料和碱性染料的混合物；（2）将金属盐水溶液加入混合溶液中，经冷却后形成水凝胶；（3）将水凝胶静置放置至其体积收缩，得到收缩后的凝胶和收缩后排出的水溶液；收缩后排出的水溶液含有酸性染料；（4）将收缩后的凝胶加热至溶胶，并调节其pH值至酸性；然后经冷却后进行离心分离，离心后的水相中含有所述碱性染料；至此，即实现酸碱混合染料的分离。本发明分离方法简单，不需要复杂设备，能耗小，分离效率高，所使用的凝胶材料合成简单，制备方便，具有良好的生物降解活性，不会产生任何污染，并且可循环使用。

Description

一种水溶性酸碱混合染料的分离方法

技术领域

本发明涉及一种水溶性酸碱混合染料的分离方法。

背景技术

我国是纺织品生产和加工大国。近些年来，随着纺织工业和印染工业的迅速发展，染料废水已成为水体中几种主要污染源之一。工业染料废水主要来源于染料及染料印染中间体的生产企业，由于染料废水具有有机污染物浓度高、色度深、水量大、组成成分复杂、难降解等特点，严重破坏了水体、土壤及生态环境。目前，染料废水的处理方法主要包括：膜分离法、光催化法、电化学法和生物法等，然而这些方法仍存在技术费用高、操作步骤辅助等缺点。

水凝胶体积相变是凝胶体系在受到外界刺激下（如：热、光、电、磁、pH值、外加金属离子等），通过微观聚合物或自组装链段间的折叠、卷曲从而在宏观上表现出的一种体积收缩的现象。自从20世纪70年代末Tanaka等发现该现象以来，体积响应性的智能凝胶得到科学家们的广泛关注，并在药物的控制释放、化学传感、人工肌肉等方面有着其潜在的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种水溶性酸碱混合染料的分离方法，本发明能将染料废水中的酸性染料和碱性染料进行分离，同时分离后可实现对染料的回收利用，减少环境污染。

本发明所提供的一种水溶性酸碱混合染料的分离方法，包括如下步骤：

（1）将待分离的混合染料溶解于水中得到水溶液；向所述水溶液中加入式Ⅰ所示凝胶剂，加热使所述凝胶剂完全溶解得到混合溶液；所述混合染料为酸性染料和碱性染料的混合物；

（2）将金属盐水溶液加入所述混合溶液中，经冷却后形成水凝胶；

（3）将所述水凝胶静置放置至其体积收缩，得到收缩后的凝胶和收缩后排出的水溶液；所述收缩后排出的水溶液含有所述酸性染料；

（4）将所述收缩后的凝胶加热至溶胶，并调节其pH值至酸性；然后经冷却后进行离心分离，离心后的水相中含有所述碱性染料；至此，即实现所述酸碱混合染料的分离。

上述的分离方法中，所述碱性染料为吖啶黄、亚甲基蓝或甲基紫；

所述酸性染料为酸性红26或甲基橙。

上述的分离方法中，步骤（1）中，所述混合溶液中，所述式Ⅰ所示凝胶剂的浓度可为2mmol·L^-1～4mmol·L^-1，具体可为2mmol·L^-1或4mmol·L^-1；

所述混合溶液中，所述式Ⅰ所示凝胶剂与所述碱性染料或所述酸性染料的摩尔比均可为20～40：1，如20：1或40：1。

上述的分离方法中，步骤（1）中，所述加热后的温度可为50～60℃，如60℃。

上述的分离方法中，步骤（2）中，所述金属盐水溶液中的金属盐可为硫酸镁、氯化钙、氯化钴、氯化镍、硝酸锌或硝酸铜；

所述金属盐与所述式Ⅰ所示凝胶剂的摩尔比可为1：1～5，如1：1或1：5；

所述冷却后的温度可为20～25℃，如20℃或25℃。

上述的分离方法中，步骤（3）中，所述静置放置的温度可为20～25℃，如20℃或25℃，所述静置放置的时间可为20～25h，如20h或25h。

上述的分离方法中，步骤（4）中，所述加热后的温度可为50～60℃，如50℃或60℃；

用盐酸调节所述溶胶的pH值至1～2，如1或2。

上述的分离方法中，步骤（4）中，所述方法还包括对分离后的固相进行干燥回收的步骤。

本发明还提供了式Ⅰ所示凝胶剂在分离水溶性酸碱混合染料中的应用。

本发明通过将羧基引入到凝胶体系中，通过加入金属离子，可制备得到金属离子响应的水凝胶，由于羧基发生电离使得分子链带负电，因此通过凝胶收缩可以实现酸碱染料的简单分离。该方法设备简单，成本低，能耗小，所用胶凝剂由于具有良好的生物降解活性，不会产生任何污染。

本发明提供的分离方法所使用的可收缩的凝胶材料，在收缩前后水凝胶的性质有所不同，从宏观来看，收缩前为均一的透明凝胶，收缩后凝胶体系排出分子间的结合水而形成半透明凝胶，这种宏观上的体积变化为物质的简单分离提供了一个方法和载体；从微观结构来看，收缩前为纳米管状结构，收缩后为更粗、更高长径比的纳米纤维，并且彼此交联形成三维网络结构，由于这种三维网络骨架表面带有大量电离的羧基，因此能够有效的结合带正电的染料分子，排斥带负电的染料分子，从而实现酸碱混合染料的有效分离。

本发明提供的分离方法简单，不需要复杂设备，成本低，能耗小，分离效率高，所使用的凝胶材料合成简单，制备方便，具有良好的生物降解活性，不会产生任何污染，并且可进行循环使用。

附图说明

图1为实施例1中水凝胶收缩前的扫描电镜照片；

图2为实施例1中水凝胶收缩后的扫描电镜照片；

图3为实施例1-6中水凝胶用于分离酸碱混合染料收缩前后的实物照片；

图4为实施例1-6的酸碱混合染料的分离效率的柱状图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中的酸碱混合染料分离效率的检测方法中，两种染料的摩尔浓度应在1×10^-5～1×10^-3mol·L^-1范围内，浓度太高，染料发生缔合，将会偏离朗伯比尔定律；浓度过低，A值太小，误差增大。

实施例1、

a）分别准确称量甲基橙（MO）76.2mg和甲基紫（MV）81.6mg于500mL烧杯中，加入去离子水溶解，然后转移到1000mL的容量瓶中，定容，得到MO和MV的水溶液，MO和MV的摩尔浓度各为2×10^-4mol·L^-1。用移液管准确吸取上述两种染料溶液各1mL置于5mL的玻璃瓶中，超声混合均匀；

b）准确称量式Ⅰ所示凝胶剂2.7mg置于步骤a）中的玻璃瓶中，加热至60℃，使凝胶剂完全溶解，凝胶剂的浓度为4mmol·L^-1，凝胶剂与MO和MV的摩尔比均为40：1；

c）准确配制硫酸镁浓度为5×10^-2mol·L^-1的硫酸镁水溶液，用微量进样器移取16μL的硫酸镁水溶液加入到步骤b）中的混合热溶液中，轻轻震荡使混合均匀，硫酸镁与凝胶剂的摩尔比为1：5；放置使之自然冷却至20℃，可观察体系形成透明的水凝胶，如图3中标号1的玻璃瓶所示；其电镜扫描照片如图1所示，由该图可知，在凝胶收缩之前，凝胶因子与染料分子结合，并自组装形成了细长的纳米管结构。

d）将步骤c）所得的水凝胶继续于20℃下放置25小时，至凝胶完全收缩，如图3中第2排的第1个玻璃瓶所示。其电镜扫描照片如图2所示，由该图可知，凝胶组装结构随凝胶收缩由纳米管转变成更粗、长径比更大的纳米纤维。纳米纤维与带正电的碱性染料复合，而酸性染料游离于凝胶三维网络结构之外。

e）将收缩后的凝胶与水溶液进行分离，得到收缩凝胶和收缩后的水溶液，收缩后的水溶液中主要含有MO，将收缩凝胶置于另一个5mL玻璃瓶中，加热至60℃，用1mol·L^-1的盐酸水溶液调节体系pH值到1，析出沉淀，5000rpm下离心5min，分离后的液相中主要含有MV，固相为回收的凝胶剂。

f）将回收的凝胶剂置于真空干燥箱中（真空度为-0.08Mpa）干燥36h，进而进行循环使用。

本实施例酸碱混合染料分离效率的检测包括以下步骤：

a）利用联立方程法测定凝胶收缩后分离得到的水溶液中两种染料的浓度，具体包括步骤以下步骤：

1）配制一系列浓度梯度的MO和MV的标准溶液（共五组10个样品，浓度分别为1×10^-4mol·L^-1、8×10^-5mol·L^-1、6×10^-5mol·L^-1、4×10^-5mol·L^-1和2×10^-5mol·L^-1），在最大吸收波长处（466nm和583nm）作两种染料的工作曲线，共四条（使用2mm比色皿测量）。从而确定两组分在两个波长下的标准曲线，可得到两种染料在两个波长下的吸光系数值。分别相加得到如下方程组：

Y_466nm=6443C_MO+1061.15C_MV-0.004155；

Y_583nm=8823.85C_MV+0.01556；

2）测量收缩后的水溶液中MO和MV在466nm和583nm的吸光强度，代入上述方程，计算得到收缩后的水溶液中两种染料的摩尔浓度。

b）通过如下方程计算染料分离效率。

R=C_x/C₀；

其中C_x为收缩后的水溶液中组分染料的浓度，C₀为分离前组分染料的初始浓度。

得到本实施例中，收缩后的水溶液中MO和MV的浓度，如图4所示，样品编号1所示的柱状图。

实施例2、

a）分别准确称量甲基橙（MO）76.2mg，亚甲基蓝（MB）74.8mg于500mL烧杯中，加入去离子水溶解，然后转移到1000mL的容量瓶中，定容，得到MO和MB的水溶液，MO和MB的摩尔浓度各为1×10^-4mol·L^-1。用移液管准确吸取上述两种染料溶液各1mL置于5mL的玻璃瓶中，超声混合均匀；

b）准确称量式Ⅰ所示凝胶剂1.4mg置于步骤a）中的玻璃瓶中，加热至55℃，使凝胶剂完全溶解，凝胶剂的浓度为2mmol·L^-1，凝胶剂与MO和MB的摩尔比均为20：1；

c）准确配制硫酸镁浓度为5×10^-2mol·L^-1硫酸镁水溶液，用微量进样器移取8μL的硫酸镁水溶液加入到步骤b）中的混合热溶液中，轻轻震荡使混合均匀，硫酸镁与凝胶剂的摩尔比为1：5；放置使之自然冷却至25℃，可观察体系形成透明的水凝胶，如图3中标号2的玻璃瓶所示；

d）将步骤c）所得的水凝胶继续放置25小时，至凝胶完全收缩，如图3中第2排的第2个玻璃瓶所示。

e）将收缩后的凝胶与水溶液进行分离，得到收缩凝胶和收缩后的水溶液，收缩后的水溶液中主要含有MO，将收缩凝胶置于另一个5mL玻璃瓶中，加热至55℃，用1mol·L^-1的盐酸水溶液调节体系pH值到1，析出沉淀，5000rpm下离心5min，分离后的液相中主要含有MB，固相为回收的凝胶剂。

f）将回收的胶凝剂置于真空干燥箱中（真空度为-0.08Mpa）干燥36h，进而进行循环使用。

本实施例酸碱混合染料分离效率的检测包括以下步骤：

a）利用联立方程法测定凝胶收缩后分离得到的水溶液中两种染料的浓度，具体包括步骤以下步骤：

1）配制一系列浓度梯度的MO和MB的标准溶液（共五组10个样品，浓度分别为1×10^-4mol·L^-1、8×10^-5mol·L^-1、6×10^-5mol·L^-1、4×10^-5mol·L^-1和2×10^-5mol·L^-1），在最大吸收波长处（466nm和664nm）作两种染料的工作曲线，共四条，（使用2mm比色皿测量）。从而确定两组分在两个波长下的标准曲线，可得到两种染料在两个波长下的吸光系数值。分别相加得到如下方程组：

Y_466nm=6443C_MO+409.2C_MB-0.00611；

Y_664nm=11174.4C_MB+0.11322；

2）测量收缩后的水溶液中MO和MB在466nm和664nm的吸光强度，代入上述方程，计算得到收缩后的水溶液中两种染料的摩尔浓度。

b）通过如下方程计算染料分离效率。

R=C_x/C₀；

其中C_x为收缩后的水溶液中组分染料的浓度，C₀为分离前组分染料的初始浓度。

得到本实施例中，收缩后的水溶液中MO和MB的浓度，如图4中所示，样品编号2所示的柱状图。

实施例3、

a）分别准确称量甲基橙（MO）38.1mg，吖啶黄素（AY）26.0mg于500mL烧杯中，加入去离子水溶解，然后转移到1000mL的容量瓶中，定容，得到MO和AY的水溶液，MO和AY的摩尔浓度各为1×10^-4mol·L^-1。用移液管准确吸取上述两种染料溶液各1mL置于5mL的玻璃瓶中，超声混合均匀；

b）准确称量式Ⅰ所示凝胶剂1.4mg置于步骤a）中的玻璃瓶中，加热至50℃，使凝胶剂完全溶解，凝胶剂的浓度为2mmol·L^-1，凝胶剂与MO和AY的摩尔比均为40：1；

c）准确配制硫酸镁浓度为5×10^-2mol·L^-1硫酸镁水溶液，用微量进样器移取8μL的硫酸镁水溶液加入到步骤b）中的混合热溶液中，轻轻震荡使混合均匀，硫酸镁与凝胶剂的摩尔比为1：5；放置使之自然冷却至25℃，可观察体系形成透明的水凝胶，如图3中标号3的玻璃瓶所示；

d）将步骤c）所得的水凝胶继续放置20小时，至凝胶完全收缩，如图3中第2排的第3个玻璃瓶所示。

e）将收缩后的凝胶与水溶液进行分离，得到收缩凝胶和收缩后的水溶液，收缩后的水溶液中主要含有MO，将收缩凝胶置于另一个5mL玻璃瓶中，加热至50℃，用1mol·L^-1的盐酸水溶液调节体系pH值到2，析出沉淀，5000rpm下离心5min，分离后的液相中主要含有AY，固相为回收的凝胶剂。

f）将回收的胶凝剂置于真空干燥箱中（真空度为-0.08Mpa）干燥36h，进而进行循环使用。

本实施例酸碱混合染料分离效率的检测包括以下步骤：

a）利用联立方程法测定凝胶收缩后分离得到的水溶液中两种染料的浓度，具体包括步骤以下步骤：

1）配制一系列浓度梯度的MO和AY的标准溶液（共五组10个样品，浓度分别为1×10^-4mol·L^-1、8×10^-5mol·L^-1、6×10^-5mol·L^-1、4×10^-5mol·L^-1和2×10^-5mol·L^-1），在最大吸收波长处（466nm和450nm）作两种染料的工作曲线，共四条，（使用2mm比色皿测量）。从而确定两组分在两个波长下的标准曲线，可得到两种染料在两个波长下的吸光系数值。分别相加得到如下方程组：

Y_466nm=6443C_MO+4807.65C_AY-0.003559；

Y_450nm=7431.95C_AY+6203.2C_MO-0.00133；

2）测量收缩后的水溶液中MO和AY在466nm和450nm的吸光强度，代入上述方程，计算得到收缩后的水溶液中两种染料的摩尔浓度。

b）通过如下方程计算染料分离效率。

R=C_x/C₀；

其中C_x为收缩后的水溶液中组分染料的浓度，C₀为分离前组分染料的初始浓度。

得到本实施例中，收缩后的水溶液中MO和AY的浓度，如图4所示，样品编号3所示的柱状图。

实施例4、

a）分别准确称量酸性红26（AR）96.0mg，甲基紫（MV）81.6mg于500mL烧杯中，加入去离子水溶解，然后转移到1000mL的容量瓶中，定容，得到AR和MV的水溶液，AR和MV的摩尔浓度各为2×10^-4mol·L^-1。用移液管准确吸取上述两种染料溶液各1mL置于5mL的玻璃瓶中，超声混合均匀；

b）准确称量式Ⅰ所示凝胶剂2.8mg置于步骤a）中的玻璃瓶中，加热至60℃，使凝胶剂完全溶解，凝胶剂的浓度为4mmol·L^-1，凝胶剂与AR和MV的摩尔比均为40：1；

c）准确配制硫酸镁浓度为5×10^-2mol·L^-1硫酸镁水溶液，用微量进样器移取80μL的硫酸镁水溶液加入到步骤b）中的混合热溶液中，轻轻震荡使混合均匀，硫酸镁与凝胶剂的摩尔比为1：1；放置使之自然冷却至20℃，可观察体系形成透明的水凝胶，如图3中标号4的玻璃瓶所示；

d）将步骤c）所得的水凝胶继续放置25小时，至凝胶完全收缩，如图3中第2排的第4个玻璃瓶所示。

e）将收缩后的凝胶与水溶液进行分离，得到收缩凝胶和收缩后的水溶液，收缩后的水溶液中主要含有AR，将收缩凝胶置于另一个5mL玻璃瓶中，加热至60℃，用1mol·L^-1的盐酸水溶液调节体系pH值到1，析出沉淀，5000rpm下离心5min，分离后的液相中主要含有MV，固相为回收的凝胶剂。

f）将回收的胶凝剂置于真空干燥箱中（真空度为-0.08Mpa）干燥36h，进而进行循环使用。

本实施例酸碱混合染料分离效率的检测包括以下步骤：

a）利用联立方程法测定凝胶收缩后分离得到的水溶液中两种染料的浓度，具体包括步骤以下步骤：

1）配制一系列浓度梯度的AR和MV的标准溶液（共五组10个样品，浓度分别为1×10^-4mol·L^-1、8×10^-5mol·L^-1、6×10^-5mol·L^-1、4×10^-5mol·L^-1和2×10^-5mol·L^-1），在最大吸收波长处（504nm和583nm）作两种染料的工作曲线，共四条，（使用2mm比色皿测量）。从而确定两组分在两个波长下的标准曲线，可得到两种染料在两个波长下的吸光系数值。分别相加得到如下方程组：

Y_504nm=4270.6C_AR+3655.15C_MV-0.001876；

Y_583nm=8823.85C_MV+127.05C_AR+0.01405；

2）测量收缩后的水溶液中AR和MV在504nm和583nm的吸光强度，代入上述方程，计算得到收缩后的水溶液中两种染料的摩尔浓度。

b）通过如下方程计算染料分离效率。

R=C_x/C₀；

其中C_x为收缩后的水溶液中组分染料的浓度，C₀为分离前组分染料的初始浓度。

得到本实施例中，收缩后的水溶液中AR和MV的浓度，如图4所示，样品编号4所示的柱状图。

实施例5、

a）分别准确称量酸性红26（AR）48.0mg，亚甲基蓝（MB）37.4mg于500mL烧杯中，加入去离子水溶解，然后转移到1000mL的容量瓶中，定容，得到AR和MB的水溶液，AR和MB的摩尔浓度各为1×10^-4mol·L^-1。用移液管准确吸取上述两种染料溶液各1mL置于5mL的玻璃瓶中，超声混合均匀；

b）准确称量式Ⅰ所示凝胶剂1.4mg置于步骤a）中的玻璃瓶中，加热至50℃，使凝胶剂完全溶解，凝胶剂的浓度为2mmol·L^-1，凝胶剂与AR和MB的摩尔比均为40：1；

c）准确配制硫酸镁浓度为5×10^-2mol·L^-1硫酸镁水溶液，用微量进样器移取40μL的硫酸镁水溶液加入到步骤b）中的混合热溶液中，轻轻震荡使混合均匀，硫酸镁与凝胶剂的摩尔比为1：1；放置使之自然冷却至室温，可观察体系形成透明的水凝胶，如图3中标号5的玻璃瓶所示；

d）将步骤c）所得的水凝胶继续放置20小时，至凝胶完全收缩，如图3中第2排的第5个玻璃瓶所示。

e）将收缩后的凝胶与水溶液进行分离，得到收缩凝胶和收缩后的水溶液，收缩后的水溶液中主要含有AR，将收缩凝胶置于另一个5mL玻璃瓶中，加热至50℃，用1mol·L^-1的盐酸水溶液调节体系pH值到2，析出沉淀，5000rpm下离心5min，分离后的液相中主要含有MB，固相为回收的凝胶剂。

f）将回收的胶凝剂置于真空干燥箱中（真空度为-0.08Mpa）干燥36h，进而进行循环使用。

本实施例酸碱混合染料分离效率的检测包括以下步骤：

a）利用联立方程法测定凝胶收缩后分离得到的水溶液中两种染料的浓度，具体包括步骤以下步骤：

1）配制一系列浓度梯度的AR和MB的标准溶液（共五组10个样品，浓度分别为1×10^-4mol·L^-1、8×10^-5mol·L^-1、6×10^-5mol·L^-1、4×10^-5mol·L^-1和2×10^-5mol·L^-1），在最大吸收波长处（504nm和664nm）作两种染料的工作曲线，共四条，（使用2mm比色皿测量）。从而确定两组分在两个波长下的标准曲线，可得到两种染料在两个波长下的吸光系数值。分别相加得到如下方程组：

Y_504nm=4270.6C_AR+703.7C_MB-0.002566；

Y_664nm=11174.4C_MB+0.11322；

2）测量收缩后的水溶液中AR和MB在466nm和664nm的吸光强度，代入上述方程，计算得到收缩后的水溶液中两种染料的摩尔浓度。

b）通过如下方程计算染料分离效率。

R=C_x/C₀；

其中C_x为收缩后的水溶液中组分染料的浓度，C₀为分离前组分染料的初始浓度。

得到本实施例中，收缩后的水溶液中AR和MB的浓度，如图4所示，样品编号5所示的柱状图。

实施例6、

a）分别准确称量酸性红26（AR）96.0mg，吖啶黄素（AY）52.0mg于500mL烧杯中，加入去离子水溶解，然后转移到1000mL的容量瓶中，定容，得到AR和AY的水溶液，AR和AY的摩尔浓度各为2×10^-4mol·L^-1。用移液管准确吸取上述两种染料溶液各1mL置于5mL的玻璃瓶中，超声混合均匀；

b）准确称量式Ⅰ所示凝胶剂1.4mg置于步骤a）中的玻璃瓶中，加热至55℃，使凝胶剂完全溶解，凝胶剂的浓度为2mmol·L^-1，凝胶剂与AR和AY的摩尔比均为20：1；

c）准确配制硫酸镁浓度为5×10^-2mol·L^-1硫酸镁水溶液，用微量进样器移取40μL的硫酸镁水溶液加入到步骤b）中的混合热溶液中，轻轻震荡使混合均匀，硫酸镁与凝胶剂的摩尔比为1：1；放置使之自然冷却至室温，可观察体系形成透明的水凝胶，如图3中标号6的玻璃瓶所示；

d）将步骤c）所得的水凝胶继续放置25小时，至凝胶完全收缩，如图3中第2排的第6个玻璃瓶所示。

e）将收缩后的凝胶与水溶液进行分离，得到收缩凝胶和收缩后的水溶液，收缩后的水溶液中主要含有AR，将收缩凝胶置于另一个5mL玻璃瓶中，加热至55℃，用1mol·L^-1的盐酸水溶液调节体系pH值到1，析出沉淀，5000rpm下离心5min，分离后的液相中主要含有AY，固相为回收的凝胶剂。

f）将回收的胶凝剂置于真空干燥箱中（真空度为-0.08Mpa）干燥36h，进而进行循环使用。

本实施例酸碱混合染料分离效率的检测包括以下步骤：

a）利用联立方程法测定凝胶收缩后分离得到的水溶液中两种染料的浓度，具体包括步骤以下步骤：

1）配制一系列浓度梯度的AR和AY的标准溶液共五组10个样品，浓度分别为1×10^-4mol·L^-1、8×10^-5mol·L^-1、6×10^-5mol·L^-1、4×10^-5mol·L^-1和2×10^-5mol·L^-1），在最大吸收波长处（504nm和450nm）作两种染料的工作曲线，共四条，（使用2mm比色皿测量）。从而确定两组分在两个波长下的标准曲线，可得到两种染料在两个波长下的吸光系数值。分别相加得到如下方程组：

Y_504nm=4270.6C_AR+99.4C_AY-0.000686；

Y_450nm=7431.95C_AY+1492.6C_AR+0.001494；

2）测量收缩后的水溶液中AR和AY在504nm和450nm的吸光强度，代入上述方程，计算得到收缩后的水溶液中两种染料的摩尔浓度。

b）通过如下方程计算染料分离效率。

R=C_x/C₀；

其中C_x为收缩后的水溶液中组分染料的浓度，C₀为分离前组分染料的初始浓度。

得到本实施例中，收缩后的水溶液中AR和AY的浓度，如图4所示，样品编号5所示的柱状图。。

由图3和图4可知，通过水凝胶收缩的过程可以简单实现酸碱染料的分离，且使用酸碱染料分离时，染料分离效率均可达到80%左右。

Claims (9)

1.一种水溶性酸碱混合染料的分离方法，包括如下步骤：

（1）将待分离的混合染料溶解于水中得到水溶液；向所述水溶液中加入式Ⅰ所示凝胶剂，加热使所述凝胶剂完全溶解得到混合溶液；所述混合染料为酸性染料和碱性染料的混合物；

（2）将金属盐水溶液加入所述混合溶液中，经冷却后形成水凝胶；

（3）将所述水凝胶静置放置至其体积收缩，得到收缩后的凝胶和收缩后排出的水溶液；所述收缩后排出的水溶液含有所述酸性染料；

（4）将所述收缩后的凝胶加热至溶胶，并调节其pH值至酸性；然后经冷却后进行离心分离，离心后的水相中含有所述碱性染料；至此，即实现所述酸碱混合染料的分离。

2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于：所述碱性染料为吖啶黄、亚甲基蓝或甲基紫；

所述酸性染料为酸性红26或甲基橙。

3.根据权利要求1或2所述的分离方法，其特征在于：步骤（1）中，所述混合溶液中，所述式Ⅰ所示凝胶剂的浓度为1mg/mL～5mg/mL；

所述混合溶液中，所述式Ⅰ所示凝胶剂与所述碱性染料的摩尔比为20～40：1。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的分离方法，其特征在于：步骤（1）中，所述加热后的温度为50～60℃。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的分离方法，其特征在于：步骤（2）中，所述金属盐水溶液中的金属盐为硫酸镁、氯化钙、氯化钴、氯化镍、硝酸锌或硝酸铜；

所述金属盐与所述式Ⅰ所示凝胶剂的摩尔比为1：1～5；

所述冷却后的温度为20～25℃。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的分离方法，其特征在于：步骤（3）中，所述静置放置的温度为20～25℃，所述静置放置的时间为20～25h。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的分离方法，其特征在于：步骤（4）中，所述加热后的温度为50～60℃；

用盐酸调节所述溶胶的pH值至1～2。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的分离方法，其特征在于：步骤（4）中，所述方法还包括对分离后的固相进行干燥回收的步骤。

9.式Ⅰ所示凝胶剂在分离水溶性酸碱混合染料中的应用。

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