CN105536754A - 一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，包括如下步骤：(1)将C/γ-Fe2O3复合材料洒落在油水或者染料污水表面，鼓泡搅拌充分吸附染料或者油；(2)电磁铁进行通电，将C/γ-Fe2O3进行磁性回收；(3)电磁铁断电，将回收的吸附油或者染料的C/γ-Fe2O3复合材料分散在有机溶剂中，鼓泡搅拌；(4)电磁铁再通电，将已经脱附的C/γ-Fe2O3复合材料磁性吸附后，再次洒在有机溶剂中脱附，重复3-5次后，回收的C/γ-Fe2O3复合材料，烘干后，循环使用。该方法工艺简单，易于操作，利用材料特性实现磁性油水分离，连续性强，很好的解决了传统碳材料不易再生的问题，实现资源回收再利用。
Description
技术领域
本发明属于废水净化领域，涉及具有磁性的无定型碳C复合材料循环使用方法，具体涉及一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法。
背景技术
碳材料是疏水性的吸附剂，在有水或水蒸气存在的情况下仍能发挥作用。碳材料不但适用于吸附陆地泄漏物，亦可用于吸附水体泄漏物；而且用于水上除油时，吸附后不会下沉。虽然，碳具有诸多优点，在吸附能力，分离难易程度，可回收性方面存在局限性。
目前，在冷轧工艺中，由于具有酸洗速度快、质量好、酸再生容易等特点，盐酸酸洗已成为带钢酸洗中的主流技术，一般大型钢厂的酸洗线都附设有酸再生及脱硅设备，使用的工艺路线是将酸洗废液经溶铁罐反应后，加入20％左右的氨水调整pH值，再通入压缩空气生成三价铁将溶液中的SiO2包覆，然后加入絮凝剂，将生成的Fe(OH)3连同SiO2一起沉降，以除去酸洗液中的SiO2。此过程会产生大量的脱硅泥饼，这些脱硅泥饼，通过简单的高分子包覆，热裂解，得到一种C/γ-Fe2O3的核壳复合材料。这种复合材料的特点是，外层是碳壳包裹，而内核是γ-Fe2O3，这种材料对水体中的浮油具备良好的吸附作用，可以广泛应用在水体污染治理、工业废水油水分离等方面。但一旦复合材料吸附了水体中的浮油，常规的做法就是将碳材料和所吸附的浮油通过填埋、焚烧等方法一起处置掉，还是会对环境造成污染，最理想的情况是可以将这种材料回收再生。
关于活性炭废水的处理，已经有很多介绍，常规的有过滤法、自然沉淀法等，但这些方法只是简单的将碳材料分离出来，还无法做到碳材料的再生和循环利用。北京工业大学环境与能源工程学院梁文艳等公开了微孔过滤法回收废水中活性炭的研究成果，可以较好的回收废水中细小的不易沉降的活性炭颗粒，活性炭回收率可以达到99％以上。但该成果只是将碳材料从水体中分离出来，还无法做到将碳材料吸附的污染物分离出来。中国专利公开号CN201205498公开了一种超声波再生活性炭装置，是采用多个相同频率的超声波发生器共同工作完成，吸附饱和的活性炭连续进入超声波再生装置内，在同频超声振荡器的作用下得到再生。但如果所吸附物为油脂等长链分子物质，通过振荡的方法就无法将吸附饱和的活性炭再生。又例如，中国专利公开号CN101590399公开了一种粉状活性炭的再生方法，利用硫酸的氧化和脱水作用，通过对有机色素的聚合以及对活性炭的表面官能团修饰，从而使活性炭的吸附能力得以恢复。但对于本技术方案所要再生的对象——C/γ-Fe2O3核壳复合材料来说，由于内核是γ-Fe2O3，用硫酸作为再生剂本身会破坏材料的性能，因此也无法适用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法。该方法工艺简单，易于操作，利用材料特性实现磁性油水分离，连续性强，很好的解决了传统碳材料不易再生的问题，实现资源回收再利用。
本发明的技术方案如下：
一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将C/γ-Fe2O3复合材料洒落在油水或者染料污水表面，鼓泡搅拌，使C/γ-Fe2O3充分吸附染料或者油；
(2)电磁铁进行通电，将吸附油或者染料的C/γ-Fe2O3复合材料进行磁性回收；将电磁铁取出进行下一步的磁性复合材料的回收，电磁铁磁场强度的限制为2T；
(3)电磁铁断电，将步骤(2)回收的吸附油或者染料的C/γ-Fe2O3复合材料分散在有机溶剂中，鼓泡搅拌，使得吸附在C/γ-Fe2O3复合材料上的油或者染料分子扩散到有机溶剂中；
(4)电磁铁再通电，将已经脱附的C/γ-Fe2O3复合材料磁性吸附后，再次洒在有机溶剂中脱附，如此重复3-5次后，回收的C/γ-Fe2O3复合材料，烘干后，循环使用。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，所述的有机溶剂选自乙醇、丙酮、氯仿、CCl4、或者甲苯中的一种。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，优选的是，所述的有机溶剂选自乙醇、丙酮、氯仿中的一种。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，优选的是，在所述步骤(1)中C/γ-Fe2O3复合材料的加入量为油污与C/γ-Fe2O3粉末的质量比为20-40:1。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，优选的是，在所述步骤(1)中鼓泡时间至吸附油污结束的时间。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，优选的是，在所述步骤(3)中有机溶剂的加入量为有机溶剂与原C/γ-Fe2O3粉末质量比为10-30:1。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，进一步优选的是，在所述步骤(3)中有机溶剂的加入量为有机溶剂与原C/γ-Fe2O3粉末质量比为20-28:1。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，所述C/γ-Fe2O3复合材料由脱硅泥饼通过高分子包覆和热裂解制备而成。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，所述C/γ-Fe2O3复合材料外层为多孔碳壳包裹，内核为γ-Fe2O3。
根据本发明C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，所述C/γ-Fe2O3复合材料所处理的污水为有机物的油污和有机染料废水。
本技术方案涉及的一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用方法，具体步骤如下：
1)对2T的电磁铁进行通电，将C/γ-Fe2O3材料吸附于电磁铁之上；
2)电磁铁断电，将C/γ-Fe2O3洒落在油水或者染料污水表面；
3)对(2)步骤中的，已洒落C/γ-Fe2O3材料的水体进行鼓泡搅拌，使得C/γ-Fe2O3充分吸附染料或者油；
4)电磁铁进行通电后，将吸附油、染料的C/γ-Fe2O3复合材料进行磁性回收；
5)电磁铁断电，将回收的(4)样品分散在乙醇、丙酮、氯仿、CCl4、或者甲苯等常用的有机溶剂中，并进行鼓泡搅拌，使得吸附于C/γ-Fe2O3复合材料的油、染料分子扩散到有机溶剂中；鼓泡时间为进行下一步之前，可以不用控制；
6)电磁铁通电，将已经脱附的C/γ-Fe2O3复合材料磁性吸附后，再次洒在有机溶剂中脱附，如此重复3-5次后，将回收的C/γ-Fe2O3复合材料烘干后再次使用。
本发明的有益效果：
本发明提供一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，该方法工艺简单，易于操作，利用材料特性实现磁性油水分离，连续性强，很好的解决了传统碳材料不易再生的问题，实现资源回收再利用。
本发明用于C/γ-Fe2O3复合材料处置水体污染，实现对材料的循环使用，将吸附饱和的碳材料和吸附物磁性分离，吸附剂可以方便的再生使用，实现资源的有效利用，可产生一定的经济效益，推广前景良好。
附图说明
图1为本发明所得复合材料吸附染料及磁性分离的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，对水体浮油污染的处理和再生，包括如下步骤：
1)对2T的电磁铁进行通电，将C/γ-Fe2O3材料吸附于电磁铁之上，
2)电磁铁断电，将C/γ-Fe2O3洒落在水体浮油表面，C/γ-Fe2O3复合材料的加入量为油污与C/γ-Fe2O3粉末的质量比为20:1，
3)对(2)步骤中的，已洒落C/γ-Fe2O3材料的水体进行鼓泡搅拌，使得C/γ-Fe2O3充分吸附浮油，
4)电磁铁进行通电后，将吸附油的C/γ-Fe2O3复合材料进行磁性回收，
5)电磁铁断电，将回收的(4)样品分散在丙酮溶剂中，并进行鼓泡搅拌，使得吸附于C/γ-Fe2O3复合材料的油分子扩散到溶剂中，丙酮的加入量为丙酮与原C/γ-Fe2O3粉末质量比为20:1，
6)电磁铁通电，将已经脱附的C/γ-Fe2O3复合材料磁性吸附后，再次洒在丙酮溶剂中脱附，如此重复3次后，将回收的C/γ-Fe2O3复合材料烘干后再次使用。
实施例2：一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，对水体浮油污染的处理和再生，包括如下步骤：
1)对2T的电磁铁进行通电，将C/γ-Fe2O3材料吸附于电磁铁之上，
2)电磁铁断电，将C/γ-Fe2O3洒落在水体染料污染带表面，C/γ-Fe2O3复合材料的加入量为油污与C/γ-Fe2O3粉末的质量比为38:1。
3)对(2)步骤中的，已洒落C/γ-Fe2O3材料的水体进行鼓泡搅拌，使得C/γ-Fe2O3充分吸附染料，
4)电磁铁进行通电后，将吸附染料的C/γ-Fe2O3复合材料进行磁性回收，
5)电磁铁断电，将回收的(4)样品分散在氯仿溶剂中，并进行鼓泡搅拌，使得吸附于C/γ-Fe2O3复合材料的染料分子扩散到溶剂中，氯仿的加入量为氯仿与原C/γ-Fe2O3粉末质量比为10:1，
6)电磁铁通电，将已经脱附的C/γ-Fe2O3复合材料磁性吸附后，再次洒在氯仿溶剂中脱附，如此重复5次后，将回收的C/γ-Fe2O3复合材料烘干后再次使用。
实施例3：一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，对水体浮油污染的处理和再生，包括如下步骤：
1)对2T的电磁铁进行通电，将C/γ-Fe2O3材料吸附于电磁铁之上，
2)电磁铁断电，将C/γ-Fe2O3洒落在水体染料污染带表面，C/γ-Fe2O3复合材料的加入量为油污与C/γ-Fe2O3粉末的质量比为35:1。
3)对(2)步骤中的，已洒落C/γ-Fe2O3材料的水体进行鼓泡搅拌，使得C/γ-Fe2O3充分吸附染料，
4)电磁铁进行通电后，将吸附染料的C/γ-Fe2O3复合材料进行磁性回收，
5)电磁铁断电，将回收的(4)样品分散在乙醇溶剂中，并进行鼓泡搅拌，使得吸附于C/γ-Fe2O3复合材料的染料分子扩散到溶剂中，乙醇的加入量为乙醇与原C/γ-Fe2O3粉末质量比为28:1，
6)电磁铁通电，将已经脱附的C/γ-Fe2O3复合材料磁性吸附后，再次洒在乙醇溶剂中脱附，如此重复5次后，将回收的C/γ-Fe2O3复合材料烘干后再次使用。
本发明回收利用的C/γ-Fe2O3复合材料经过脱附-烘干处理后吸附能力再经过五次使用后仍能保持原性能的90％。
本发明提供一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，该方法工艺简单，易于操作，利用材料特性实现磁性油水分离，连续性强，很好的解决了传统碳材料不易再生的问题，实现资源回收再利用。本发明用于C/γ-Fe2O3复合材料处置水体污染，实现对材料的循环使用，将吸附饱和的碳材料和吸附物磁性分离，吸附剂可以方便的再生使用，实现资源的有效利用，可产生一定的经济效益，推广前景良好。
Claims (8)
1.一种C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将C/γ-Fe2O3复合材料洒落在油水或者染料污水表面，鼓泡搅拌，使C/γ-Fe2O3充分吸附染料或者油；
(2)电磁铁进行通电，将吸附油或者染料的C/γ-Fe2O3复合材料进行磁性回收；
(3)电磁铁断电，将步骤(2)回收的吸附油或者染料的C/γ-Fe2O3复合材料分散在有机溶剂中，鼓泡搅拌，使得吸附在C/γ-Fe2O3复合材料上的油或者染料分子扩散到有机溶剂中；
(4)电磁铁再通电，将已经脱附的C/γ-Fe2O3复合材料磁性吸附后，再次洒在有机溶剂中脱附，如此重复3-5次后，回收的C/γ-Fe2O3复合材料，烘干后，循环使用。
2.根据权利要求1所述C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自乙醇、丙酮、氯仿、CCl4、或者甲苯中的一种。
3.根据权利要求1所述C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中C/γ-Fe2O3复合材料的加入量为油污与C/γ-Fe2O3粉末的质量比为20-40:1。
4.根据权利要求1所述C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中鼓泡时间为至吸附油污结束的时间。
5.根据权利要求1所述C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中有机溶剂的加入量为有机溶剂与原C/γ-Fe2O3粉末质量比为10-30:1。
6.根据权利要求1所述C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，所述C/γ-Fe2O3复合材料由脱硅泥饼通过高分子包覆和热裂解制备而成。
7.根据权利要求1所述C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，所述C/γ-Fe2O3复合材料外层为多孔碳壳包裹，内核为γ-Fe2O3。
8.根据权利要求1所述C/γ-Fe2O3复合材料循环使用的方法，其特征在于，所述C/γ-Fe2O3复合材料所处理的污水为有机物的油污和有机染料废水。
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