CN105688795B - 一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105688795B
CN105688795B CN201610169224.4A CN201610169224A CN105688795B CN 105688795 B CN105688795 B CN 105688795B CN 201610169224 A CN201610169224 A CN 201610169224A CN 105688795 B CN105688795 B CN 105688795B
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite material
preparation
anionic dye
dye sorbent
ceo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610169224.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105688795A (zh
Inventor
牛和林
许攀
陈京帅
毛昌杰
宋吉明
张胜义
胡玟奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University
Original Assignee
Anhui University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University filed Critical Anhui University
Priority to CN201610169224.4A priority Critical patent/CN105688795B/zh
Publication of CN105688795A publication Critical patent/CN105688795A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105688795B publication Critical patent/CN105688795B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents

Abstract

本发明公开了本发明涉及一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用。该染料吸附剂的制备方法为：将一定比例的硫酸铜、硝酸铈和尿素共同加入水与乙二醇的混合溶剂中，搅拌均匀并转移至反应釜中水热反应得到前驱物，前驱物经洗涤、干燥后放入马沸炉中煅烧即可得到所需CuO‑CeO2复合材料。本发明原料价廉易得；合成过程简单易行；该材料被首次应用于吸附阴离子型染料：甲基蓝、刚果红。并表现出很好的吸附性能，对甲基蓝、刚果红的最大吸附量分别达到2131.24mg/g，1072.09mg/g。有很好地应用前景。

Description

一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于染料吸附技术领域，具体涉及一种新型阴离子吸附剂：CuO-CeO2复合材料的合成方法及其在阴离子型染料(例如甲基蓝、刚果红溶液)吸附中的应用。
背景技术
水污染问题一直以来备受关注，尤其是染料问题带来的水污染问题不容小觑。如今，越来越多的染料被用于造纸、印刷、纺织等工业产业。使得越来越多的染料没被处理就被释放到环境中，从而污染了环境。染料对水的污染如果不能及时得到处理轻则对环境造成污染，重则将影响人类的健康。因此，染料水污染的处理问题一直以来备受关注。根据染料分子在水溶液中解离出来的离子态可将染料分为:阴离子染料,如直接染料、酸性染料；阳离子染料,如碱性染料；非离子型染料,如分散染料。像甲基蓝、刚果红都属于生活中所常见的阴离子型染料，其稳定性强，对环境污染严重，难降解。目前，国内外对染料废水的处理方法有吸附、催化、生物处理等。其中，吸附法以其价格便宜，操作简单，吸附剂易于获得等优点而被很好的应用。
常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、分子筛、大网状树脂等，但是这些吸附剂不是价格昂贵，就是吸附性能不理想，因而无法实现大规模工业应用。近年来，科学工作者开始就现存吸附剂的不足来合成具有优良吸附性能的吸附剂。如Hao Mi等人合成出了疏水性聚合物在对甲基蓝的吸附中体现了良好的性能，吸附量达到476.2mg/g(Hao Mi,Zhiguo Jiangand Jie Kong,Hydrophobic Poly(ionic liquid)for Highly Effective Separation ofMethyl Blue and Chromium Ions from Water,Polymers5(2013)1203-1214.)；XuelingSong等人合成出具有海胆状微球结构的AlOOH，这种材料对刚果红的最大吸附量达到404.86mg/g(Xueling Song,Ping Yang,Changchao Jia,Ling Chen and KatarzynaMatras-Postolek,Self-assembled synthesis of urchin-like AlOOH microsphereswith large surface area for removal of pollutants,RSC Advance.5(2015)33155-33162.)。虽然吸附性能有所提高，但还是不够理想。因此，在环境保护尤其重要的今天，发展与寻求高性价比的染料吸附剂具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有吸附问题的不足，提供一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用。
本发明的技术方案是：
一种阴离子型染料吸附剂复合材料，所述阴离子型染料吸附剂为CuO-CeO2复合材料。
所述的阴离子型染料吸附剂复合材料的在净化含有阴离子型染料污水中的应用。
所述的应用，所述阴离子型染料为甲基蓝、刚果红。
所述的应用，所述甲基蓝或刚果红的初始浓度为20-100mg/L。
所述的应用，阴离子型染料吸附剂复合材料的用量为5mg/100ml污水。
所述的阴离子型染料吸附剂复合材料的制备方法，步骤如下：
(1)Ce(NO3)3·6H2O和CuSO4·5H2O和尿素三种固体共同加入一次水和的乙二醇的混合溶剂中，搅拌均匀；
(2)将步骤(1)中搅拌均匀的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中140℃，反应90-100min；优选为90min；
(3)将步骤(2)中所得产物进行洗涤，分别是水、醇交替洗涤各三次，并60℃将样品干燥待用；
(4)将步骤(3)中所得样品放在马沸炉中500℃煅烧2-8h，优选为4h，即得到吸附剂CuO-CeO2。
所述的阴离子型染料吸附剂复合材料的制备方法，Ce(NO3)3·6H2O和CuSO4·5H2O和尿素三种固体的摩尔比为1:1:2。
所述的阴离子型染料吸附剂复合材料的制备方法，步骤(3)中的干燥时间为12-24h。
所述的阴离子型染料吸附剂复合材料的制备方法，一次水和的乙二醇的混合溶剂中一次水和的乙二醇的体积比为1：2。
混合溶剂用量以完全溶解Ce(NO3)3·6H2O和CuSO4·5H2O和尿素三种固体为宜。
分别在100ml含20-100mg/L的甲基蓝溶液、刚果红溶液中放入CuO-CeO2吸附剂5mg,避光搅拌吸附12小时达到吸附脱附平衡。吸附前后各溶液中染料的浓度由紫外分光光度法测定。吸附量的计算公式
如下：
式中:C0：染料初始浓度(mg/L)；Ce：染料平衡浓度(mg/L)；V:溶液体积(L)；W：吸附剂用量(g)；Qe:平衡吸附量(mg/g)。
本发明具有以下优点：
首先，工艺简单、条件温和、CuO-CeO2吸附剂结构的重现性好,对甲基蓝、刚果红有机染料的吸附性能好。
其次，在进行染料吸附处理过程中所用吸附剂用量少，节省能源；废物排放少等优点，有利于大规模生产。
最后，扩展了CuO-CeO2复合物的应用范围，为以后CuO-CeO2复合物在吸附的研究过程中提供数据支持。
附图说明
图1为实施例1、例2中所使用的CuO-CeO2复合物的X射线衍射图(XRD)。
图2为实施例1、例2中所使用的CuO-CeO2复合物的扫描电子显微镜图(SEM)。
图3为实施例1、例2中CuO-CeO2复合物对甲基蓝、刚果红两种染料的吸附平衡等温线(MB:甲基蓝；CR:刚果红)。
具体实施方式
下面结合附图及具体实例对本发明作进一步说明。本发明以甲基蓝、刚果红溶液为代表性阴离子染料，将所合成的CuO-CeO2复合物对甲基蓝、刚果红溶液进行吸附研究。
制备CuO-CeO2复合物的具体实施例：
将0.5mmol Ce(NO3)3·6H2O、0.5mmolCuSO4·5H2O和1mmol尿素三种固体(Ce(NO3)3·6H2O、CuSO4·5H2O和尿素三种固体摩尔比为1:1:2)共同加入5ml一次水和10ml的乙二醇的混合溶剂中，搅拌均匀。转移至25ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中140℃，反应90min，冷却，并将所得产物进行洗涤，分别是水醇交替洗涤各三次，并60℃将样品干燥12h待用。最后，把所得样品放在马沸炉中500℃煅烧4h，即得到所需吸附剂CuO-CeO2复合物。如下说明书附图：图1为此条件下得到的CuO-CeO2复合物的XRD；图2为CuO-CeO2复合物的SEM。
CuO-CeO2复合物对甲基蓝、刚果红溶液的吸附实验：
实施例1:CuO-CeO2复合物对甲基蓝溶液的吸附。
配制100mg/L的甲基蓝溶液，分别稀释至20mg/L、25mg/L、35mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L、70mg/L、80mg/L、90mg/L、100mg/L，称取5mg的CuO-CeO2复合物加入到100mL上述不同浓度的甲基蓝溶液中，室温黑暗搅拌12h后，取10mL悬浮液离心分离，上清液用紫外可见分光光度计在200-800nm之间进行测量。图3中带有方形的线显示了CuO-CeO2复合物对甲基蓝溶液的吸附平衡等温线。得出CuO-CeO2复合物对甲基蓝溶液最大吸附量达到2131.24mg/g。
实施例2:CuO-CeO2复合物对刚果红溶液的吸附。
配制100mg/L的刚果红溶液，分别稀释至20mg/L、25mg/L、35mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L、70mg/L、80mg/L、90mg/L、100mg/L，称取5mg的CuO-CeO2复合物加入到100mL上述不同浓度的刚果红溶液中，室温黑暗搅拌12h后，取10mL悬浮液离心分离，上清液用紫外可见分光光度计在200-800nm之间进行测量。图3中带有三角形的线显示了CuO-CeO2复合物对刚果红溶液的吸附平衡等温线。得出CuO-CeO2复合物对刚果红溶液最大吸附量达到1072.09mg/g。
不同吸附剂与本发明吸附剂吸附效果对比：
表1不同吸附剂对甲基蓝溶液的吸附容量对比
表2不同吸附剂对刚果红溶液的吸附容量对比
从表1与表2中吸附剂的对比得出，本发明中的吸附剂性能良好，值得推广应用。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种阴离子型染料吸附剂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)Ce(NO3)3·6H2O和CuSO4·5H2O和尿素三种固体共同加入一次水和乙二醇的混合溶剂中，搅拌均匀；Ce(NO3)3·6H2O和CuSO4·5H2O和尿素三种固体的摩尔比为1:1:2；一次水和乙二醇的体积比为1：2；
(2)将步骤(1)中搅拌均匀的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中140℃，反应90-100min；
(3)将步骤(2)中所得产物进行洗涤，分别是水、醇交替洗涤各三次，并在60℃将样品干燥待用；
(4)将步骤(3)中所得样品放在马弗 炉中500℃煅烧2-8h，即得到吸附剂CuO-CeO2。
2.如权利要求1所述的阴离子型染料吸附剂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应时间为90min。
3.如权利要求1所述的阴离子型染料吸附剂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中煅烧时间为4h。
4.如权利要求1所述的阴离子型染料吸附剂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的干燥时间为12-24h。
5.根据权利要求1-4任一方法制备的阴离子型染料吸附剂复合材料，其特征在于：所述阴离子型染料吸附剂为CuO-CeO2复合材料。
CN201610169224.4A 2016-04-29 2016-04-29 一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用 Expired - Fee Related CN105688795B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610169224.4A CN105688795B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610169224.4A CN105688795B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105688795A CN105688795A (zh) 2016-06-22
CN105688795B true CN105688795B (zh) 2018-06-22

Family

ID=56232538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610169224.4A Expired - Fee Related CN105688795B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105688795B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106975479B (zh) * 2017-04-18 2019-06-04 南京工业大学 一种海胆状CeO2-MnO2复合氧化物催化剂的制备方法
CN112569895B (zh) * 2020-10-30 2023-03-21 徐州瑞鑫新材料研究院有限公司 一种高吸附量的有机阴离子染料吸附剂的制备方法及其产品和应用
CN113209977A (zh) * 2021-04-02 2021-08-06 北京理工大学 一种以单宁酸为稳定剂的加氢催化剂的制备方法和应用
CN115025747B (zh) * 2022-04-29 2023-09-26 昆明理工大学 一种高性能ph3吸附剂的制备方法、产品及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101224426A (zh) * 2008-01-31 2008-07-23 浙江师范大学 陶瓷蜂窝涂载固溶体CuO－CeO2纳米粒子催化剂的制备方法
CN102614888A (zh) * 2012-03-12 2012-08-01 上海应用技术学院 一种负载型CuO/CeO2催化剂的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101224426A (zh) * 2008-01-31 2008-07-23 浙江师范大学 陶瓷蜂窝涂载固溶体CuO－CeO2纳米粒子催化剂的制备方法
CN102614888A (zh) * 2012-03-12 2012-08-01 上海应用技术学院 一种负载型CuO/CeO2催化剂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Synthesis of porous CuO–CeO2 nanospheres with an enhanced low-temperature CO oxidation activity;Jinwen Qin et al.;《Nanoscale》;20101013;第2卷(第12期);第2739-2743页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105688795A (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105688795B (zh) 一种阴离子型染料吸附剂复合材料及其制备方法和应用
CN105664847B (zh) 一种基于油茶籽壳基的高比表面积的多孔碳材料的制备及应用
CN110170308B (zh) 一种功能化锆基金属有机骨架/氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用
Xing et al. A floating porous crystalline TiO2 ceramic with enhanced photocatalytic performance for wastewater decontamination
CN105294738B (zh) 转化法制备金属有机骨架材料的方法
CN110756166A (zh) 一种玉米芯负载镁改性吸附材料及其制备方法与应用
CN105776494B (zh) 一种苯酚废水的处理方法
CN101569851A (zh) 一种制备磁性海泡石的方法
CN105642237A (zh) 一种十一碳烯酰胺丙基甜菜碱改性硅藻土的制备方法
CN104528775A (zh) 一种制备多孔状氢氧化镁和氧化镁六角片的方法
Zhang et al. Study on adsorption of tetracycline by red mud-based ceramsite
CN111036265A (zh) 一种复合纳米光催化剂CDs-N-BiOCl及其制备方法与应用
CN103539147A (zh) 一种二氧化硅分子筛的制备方法
CN108855140A (zh) 一种CuS/Bi2WO6异质结光催化剂及其制备方法和应用
CN105664988B (zh) 一种(BiO)2CO3/C复合光催化剂及其应用
CN109621910A (zh) 纳米零价铁-金属有机框架核壳材料的制备方法及其应用
CN108176346A (zh) 一种磁性天鹅绒状高分散性氮化碳的制备方法及应用
CN109908870A (zh) 一种新型晶格空位hkust-1吸附剂及其制备方法和应用
CN110449162A (zh) 一种改性锰渣-铁矾渣混合渣催化剂及其制备方法和应用
CN107973365A (zh) 一种用于处理含染料废水的吸附剂、其制备方法及其应用
CN105289576B (zh) 一种ZnAl-LDO@Nb2O5光催化材料的制备方法
CN105817211A (zh) 一种刚果红染料吸附剂、制备和利用其处理刚果红染料废水的方法
CN104857931A (zh) 一种印染废水吸附-絮凝-光催化材料的生产方法
CN104801263B (zh) 一种干胶转化组装水滑石多级结构吸附剂材料的方法
CN101497025B (zh) 以油页岩为原料制备活性炭-硅铝酸盐复合吸附剂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180516

Address after: 230601 No. 111 Kowloon Road, Hefei economic and Technological Development Zone, Anhui

Applicant after: ANHUI University

Address before: 230601 No. 111 Kowloon Road, Hefei economic and Technological Development Zone, Anhui

Applicant before: Niu Helin

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180622

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee