CN106000339A - 一种有机废水吸附降解剂及其制备方法 - Google Patents

一种有机废水吸附降解剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机废水吸附降解剂及其制备方法,该降解吸附剂由以下重量份的原料制备而成：壳聚糖/Cu2O悬浊液30‑50份、玛雅蓝粉末15‑35份，活性炭纤维1‑10份、糠醛活性炭5‑10份、锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛3‑6份。本发明产品吸附与降解同时进行，具有很强的吸附和降解能力；吸附降解剂能够实现再生回用，再生方便，节约有机废水的处理成本；吸附降解剂吸附降解能力强，出水清澈，水质稳定。

Description

一种有机废水吸附降解剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种有机废水吸附降解剂及其制备方法。
背景技术
目前，随着工业的发展，环境污染已成为人类面临的亟待解决的难题，其中水污染问题更是引起全世界的关注。废水中的有机污染因其物结构复杂，性质稳定而难以被降解，这些污染物危害大、治理难度高。酚类化合物应用广泛，在化工、杀虫杀菌剂和染料等行业中很常见，是一类常见的难降解环境污染物，在环境中具有累积效应，这增大了它的环境风险。清除水中的酚类有机污染物，已成为一项重要的工作。
工业上去除有机物的方法有多种。传统的物理处理方法并不是有效的污水处理方法，因它们仅仅将污染物从水体中转移到其他物质中，而不能对污染物进行降解，还会产生二次污染。生物处理法虽然能够破坏、降解污染物，但其降解周期长，难以降解结构复杂的污染物，并且污水处理池占地面积大，从而限制了其在工业上的应用。化学法因其能氧化、降解水中有机污染物而受到广泛的关注，但常用的氧化剂(H2O2、KMnO4、氯气等)因价格昂贵，不能循环使用等缺点而不能广泛使用。因此寻求价格低廉，可重复利用率高的处理药剂，是当前的研究热点之一。
光催化降解法是近几十年来逐渐发展起来的新型废水处理方法，为清除水中酚类有机污染物提供了良好的途径。有研究人员对水中多种有机污染物进行了系统的光催化降解研究，他们发现，光催化降解可以完全地破坏有机物结构，并将其全部转化为CO2、H2O和其它小分子物质。并且反应过程只需要太阳光和催化剂，成本低，具有设备操作简易、降解能力强、条件温和、没有二次污染等优点。故在酚类废水的处理方面具有较大的应用价值。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种有机废水吸附降解剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种有机废水吸附降解剂,由以下重量份的原料制备而成：壳聚糖/Cu2O悬浊液30-50份、玛雅蓝粉末15-35份，活性炭纤维1-10份、糠醛活性炭5-10份、锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛3-6份。
其中，所述壳聚糖/Cu2O悬浊液通过以下步骤制备所得：
S1、将2.5g CuSO4·5H2O加入400mL蒸馏水中，磁力搅拌5分钟直至溶解完全，再加入0.5g聚乙二醇，持续搅拌30min后，缓慢加入20mL浓度为6.0mol·L-1的NaOH溶液，生成Cu(OH)2，溶液颜色由浅蓝色逐渐变成深蓝色，搅拌30min至全部生成深蓝色Cu(OH)2沉淀；
S2、逐滴加入5mL 2mol·L-1的水合肼(N2H4·H2O)溶液，常温下搅拌5h，最后生成砖红色沉淀，用高速离心机离心，得Cu2O沉淀，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次，在真空干燥箱中于60℃干燥3h，得砖红色氧化亚铜粉末；
S3、配制100mL 2％的醋酸溶液，然后在醋酸溶液中加入2g壳聚糖粉末，搅拌24h，至溶液透明均匀，没有气泡，配制成2％的壳聚糖醋酸溶液；
S4、将步骤S2所得的Cu2O纳米粒子按加入到上述壳聚糖溶液中，用超声波分散10min，得分散均匀的悬浊液。
其中，所述步骤S4中Cu2O和壳聚糖质量比为5:1，即Cu2O粉末和壳聚糖溶液的投料比为0.1g·mL-1。
上述一种有机废水吸附降解剂的制备方法,包括如下步骤：
S1、称取玛雅蓝粉末15-35份，活性炭纤维1-10份、糠醛活性炭5-10份、锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛3-6份置于高速混合搅拌机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得颗粒；
S2、将所得的颗粒粉碎后与30-50份壳聚糖/Cu2O悬浊液混合搅拌5-30min，得混合悬浊液；
S3、用10mL注射器吸取上述悬浊液并逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成砖红色凝胶小球，固化24h；将凝胶球分离，用蒸馏水洗涤，至中性，然后在60℃下真空干燥24h，得吸附降解剂。
其中，所述的双螺杆挤出机的挤出温度为150-210℃之间，螺杆转速为200-500转/分钟。
本发明具有以下有益效果：
产品吸附与降解同时进行，具有很强的吸附和降解能力；吸附降解剂能够实现再生回用，再生方便，节约有机废水的处理成本；吸附降解剂吸附降解能力强，出水清澈，水质稳定。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中所使用的壳聚糖/Cu2O悬浊液通过以下步骤制备所得：
S1、将2.5g CuSO4·5H2O加入400mL蒸馏水中，磁力搅拌5分钟直至溶解完全，再加入0.5g聚乙二醇，持续搅拌30min后，缓慢加入20mL浓度为6.0mol·L-1的NaOH溶液，生成Cu(OH)2，溶液颜色由浅蓝色逐渐变成深蓝色，搅拌30min至全部生成深蓝色Cu(OH)2沉淀；
S2、逐滴加入5mL 2mol·L-1的水合肼(N2H4·H2O)溶液，常温下搅拌5h，最后生成砖红色沉淀，用高速离心机离心，得Cu2O沉淀，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次，在真空干燥箱中于60℃干燥3h，得砖红色氧化亚铜粉末；
S3、配制100mL 2％的醋酸溶液，然后在醋酸溶液中加入2g壳聚糖粉末，搅拌24h，至溶液透明均匀，没有气泡，配制成2％的壳聚糖醋酸溶液；
S4、将步骤S2所得的Cu2O纳米粒子按加入到上述壳聚糖溶液中，用超声波分散10min，得分散均匀的悬浊液。其中，所述步骤S4中Cu2O和壳聚糖质量比为5:1，即Cu2O粉末和壳聚糖溶液的投料比为0.1g·mL-1。
实施例1
S1、称取玛雅蓝粉末15份，活性炭纤维1份、糠醛活性炭5份、锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛3份置于高速混合搅拌机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得颗粒；
S2、将所得的颗粒粉碎后与30份壳聚糖/Cu2O悬浊液混合搅拌5min，得混合悬浊液；
S3、用10mL注射器吸取上述悬浊液并逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成砖红色凝胶小球，固化24h；将凝胶球分离，用蒸馏水洗涤，至中性，然后在60℃下真空干燥24h，得吸附降解剂，所述的双螺杆挤出机的挤出温度为150-210℃之间，螺杆转速为200-500转/分钟。
实施例2
S1、称取玛雅蓝粉末35份，活性炭纤维10份、糠醛活性炭10份、锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛6份置于高速混合搅拌机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得颗粒；
S2、将所得的颗粒粉碎后与50份壳聚糖/Cu2O悬浊液混合搅拌30min，得混合悬浊液；
S3、用10mL注射器吸取上述悬浊液并逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成砖红色凝胶小球，固化24h；将凝胶球分离，用蒸馏水洗涤，至中性，然后在60℃下真空干燥24h，得吸附降解剂，所述的双螺杆挤出机的挤出温度为150-210℃之间，螺杆转速为200-500转/分钟。
实施例3
S1、称取玛雅蓝粉末20份，活性炭纤维5.5份、糠醛活性炭7.5份、锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛4.5份置于高速混合搅拌机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得颗粒；
S2、将所得的颗粒粉碎后与40份壳聚糖/Cu2O悬浊液混合搅拌5-30min，得混合悬浊液；
S3、用10mL注射器吸取上述悬浊液并逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成砖红色凝胶小球，固化24h；将凝胶球分离，用蒸馏水洗涤，至中性，然后在60℃下真空干燥24h，得吸附降解剂，所述的双螺杆挤出机的挤出温度为150-210℃之间，螺杆转速为200-500转/分钟。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种有机废水吸附降解剂,其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：壳聚糖/Cu2O悬浊液30-50份、玛雅蓝粉末15-35份，活性炭纤维1-10份、糠醛活性炭5-10份、锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛3-6份。
2.如权利要求1所述的一种有机废水吸附降解剂，其特征在于，所述壳聚糖/Cu2O悬浊液通过以下步骤制备所得：
S1、将2.5g CuSO4·5H2O加入400mL蒸馏水中，磁力搅拌5分钟直至溶解完全，再加入0.5g聚乙二醇，持续搅拌30min后，缓慢加入20mL浓度为6.0mol·L-1的NaOH溶液，生成Cu(OH)2，溶液颜色由浅蓝色逐渐变成深蓝色，搅拌30min至全部生成深蓝色Cu(OH)2沉淀；
S2、逐滴加入5mL 2mol·L-1的水合肼(N2H4·H2O)溶液，常温下搅拌5h，最后生成砖红色沉淀，用高速离心机离心，得Cu2O沉淀，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次，在真空干燥箱中于60℃干燥3h，得砖红色氧化亚铜粉末；
S3、配制100mL 2％的醋酸溶液，然后在醋酸溶液中加入2g壳聚糖粉末，搅拌24h，至溶液透明均匀，没有气泡，配制成2％的壳聚糖醋酸溶液；
S4、将步骤S2所得的Cu2O纳米粒子按加入到上述壳聚糖溶液中，用超声波分散10min，得分散均匀的悬浊液。
3.如权利要求2所述的一种有机废水吸附降解剂,其特征在于，所述步骤S4中Cu2O和壳聚糖质量比为5:1。
4.如权利要求1所述的一种有机废水吸附降解剂的制备方法,其特征在于，包括如下步骤：
S1、称取玛雅蓝粉末15-35份，活性炭纤维1-10份、糠醛活性炭5-10份、锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛3-6份置于高速混合搅拌机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得颗粒；
S2、将所得的颗粒粉碎后与30-50份壳聚糖/Cu2O悬浊液混合搅拌5-30min，得混合悬浊液；
S3、用10mL注射器吸取上述悬浊液并逐滴滴加到50mL，2.0mol·L-1的NaOH溶液中，生成砖红色凝胶小球，固化24h；将凝胶球分离，用蒸馏水洗涤，至中性，然后在60℃下真空干燥24h，得吸附降解剂。
5.如权利要求4所述的一种有机废水吸附降解剂的制备方法,其特征在于，所述的双螺杆挤出机的挤出温度为150-210℃之间，螺杆转速为200-500转/分钟。
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