CN106390915A - 一种染料污染吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种染料污染吸附剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种染料污染吸附剂及其制备方法和应用，该染料污染吸附剂由以下按照重量份的原料组成：硅灰石22‑30份、氧化聚乙烯3‑7份、氯化铵2‑6份、硝酸钴1‑5份、3‑羟基丙酸9‑17份。本发明中将硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，利用3‑羟基丙酸、氯化铵、硝酸钴进行处理、超声作用制得的染料污染吸附剂，可以吸附重金属、不同类型的染料污染及其他有机污染物，对染料污染的吸附能力强，对人无毒害、无腐蚀性，性能稳定，清除方便，不会对水造成二次污染。本发明制备工艺简单，易于操作，成本低，高效环保，便于工业化生产，适用于所有被有机染料污染所污染的废水，包括直接大红、阳离子艳红、酸性大红、亚甲基蓝、中性红、结晶紫、甲基橙及其他有机染料污染。

Description

一种染料污染吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及环保材料技术领域，具体是一种染料污染吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
染料污染是能使纤维和其他材料着色的物质，在纺织物的染色和印花、油漆、塑料、纸张及皮革制造业有较多的应用。由于染料污染使用过程中会产生大量的废水，这些废水中仍然含有一定量的染料污染物质，必须经过处理才能排放。染料污染废水的处理通常有吸附法、混凝法、氧化还原法、生化法及膜处理法等。这些方法虽然可以在一定程度上降低染料污染废水中染料污染的含量，但仍然存在着各式各样的缺陷，例如，因吸附率低、处理成本过高和对染料污染废水成分变化的适应性差，结果是对染料污染的去除效果欠佳，另外在处理过程中还可能会产生有毒有害副产物或者大量污泥，从而导致二次污染。
近年来对染料污染废水处理的新型工艺方法研发受到广泛重视。在这些染料污染废水处理的新型工艺方法中，吸附法由于具有对染料污染的去除效率高、安全无毒且操作简单的优点而倍受青睐，在使用吸附法进行染料污染废水处理的过程中，主要是利用具有多孔性特征的固体吸附剂吸着分离水中的染料污染污染物，通过吸附剂与染料污染污染物之间的物理吸附、化学吸附和离子交换吸附等相互作用，实现对废水的净化处理。硅灰石在我国具有极高的储存量，但是利用率不高。近年来国际上很多研究证明经过加工的硅灰石能吸附多种有害重金属及有害气体。但是现有技术中硅灰石是与其它多种具有相同功效的原料复配作用的，单独的硅灰石吸附染料污染的研究少且吸附效果不明显，现有技术对其处理过程复杂，成本高，不能满足需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附能力强、对人无毒害、无腐蚀性、不会对水造成二次污染、成本低的染料污染吸附剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种染料污染吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石22-30份、氧化聚乙烯3-7份、氯化铵2-6份、硝酸钴1-5份、3-羟基丙酸9-17份。
作为本发明进一步的方案：所述染料污染吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石24-28份、氧化聚乙烯4-6份、氯化铵3-5份、硝酸钴2-4份、3-羟基丙酸11-15份。
作为本发明进一步的方案：所述染料污染吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石26份、氧化聚乙烯5份、氯化铵4份、硝酸钴3份、3-羟基丙酸13份。
本发明另一目的是提供一种染料污染吸附剂的制备方法，由以下步骤组成：
1)将氯化铵与其质量4.2倍的乙醇混合，制得氯化铵溶液；将3-羟基丙酸与其质量6.4倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液；
2)将硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羟基丙酸溶液，加热至61℃并在该温度下密封搅拌处理63min，然后加入氯化铵溶液，升温至89℃并在该温度下搅拌处理38min，然后降至66℃并加入硝酸钴，然后在该温度下超声处理40min，超声功率为1100W，再在98-100℃的温度下搅拌至干，然后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得染料污染吸附剂。
本发明另一目的是提供所述染料污染吸附剂在染料污染处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明对硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，利用3-羟基丙酸、氯化铵、硝酸钴进行处理、超声作用制得的染料污染吸附剂，可以吸附重金属、不同类型的染料污染及其他有机污染物，对染料污染的吸附能力强，对染料污染的吸附量可达到350mg/g以上。本发明对人无毒害、无腐蚀性，性能稳定，操作简单，无需特殊的设备，沉淀速度快，处理废水效率高、效果理想，处理过程中不会引入其他有害物质，不会造成二次污染，清除方便。本发明制备工艺简单，易于操作，在正常实验条件下可以大量获得，成本低，高效环保，便于工业化生产。本发明所制备的吸附剂适用于所有被有机染料污染所污染的废水，包括直接大红、阳离子艳红、酸性大红、亚甲基蓝、中性红、结晶紫、甲基橙、罗丹明B及其他有机染料污染。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种染料污染吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石22份、氧化聚乙烯3份、氯化铵2份、硝酸钴1份、3-羟基丙酸9份。
将氯化铵与其质量4.2倍的乙醇混合，制得氯化铵溶液；将3-羟基丙酸与其质量6.4倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羟基丙酸溶液，加热至61℃并在该温度下密封搅拌处理63min，然后加入氯化铵溶液，升温至89℃并在该温度下搅拌处理38min，然后降至66℃并加入硝酸钴，然后在该温度下超声处理40min，超声功率为1100W，再在98℃的温度下搅拌至干，然后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得染料污染吸附剂。
实施例2
本发明实施例中，一种染料污染吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石30份、氧化聚乙烯7份、氯化铵6份、硝酸钴5份、3-羟基丙酸17份。
将氯化铵与其质量4.2倍的乙醇混合，制得氯化铵溶液；将3-羟基丙酸与其质量6.4倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羟基丙酸溶液，加热至61℃并在该温度下密封搅拌处理63min，然后加入氯化铵溶液，升温至89℃并在该温度下搅拌处理38min，然后降至66℃并加入硝酸钴，然后在该温度下超声处理40min，超声功率为1100W，再在100℃的温度下搅拌至干，然后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得染料污染吸附剂。
实施例3
本发明实施例中，一种染料污染吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石24份、氧化聚乙烯4份、氯化铵3份、硝酸钴2份、3-羟基丙酸11份。
将氯化铵与其质量4.2倍的乙醇混合，制得氯化铵溶液；将3-羟基丙酸与其质量6.4倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羟基丙酸溶液，加热至61℃并在该温度下密封搅拌处理63min，然后加入氯化铵溶液，升温至89℃并在该温度下搅拌处理38min，然后降至66℃并加入硝酸钴，然后在该温度下超声处理40min，超声功率为1100W，再在99℃的温度下搅拌至干，然后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得染料污染吸附剂。
实施例4
本发明实施例中，一种染料污染吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石28份、氧化聚乙烯6份、氯化铵5份、硝酸钴4份、3-羟基丙酸15份。
将氯化铵与其质量4.2倍的乙醇混合，制得氯化铵溶液；将3-羟基丙酸与其质量6.4倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羟基丙酸溶液，加热至61℃并在该温度下密封搅拌处理63min，然后加入氯化铵溶液，升温至89℃并在该温度下搅拌处理38min，然后降至66℃并加入硝酸钴，然后在该温度下超声处理40min，超声功率为1100W，再在99℃的温度下搅拌至干，然后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得染料污染吸附剂。
实施例5
本发明实施例中，一种染料污染吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石26份、氧化聚乙烯5份、氯化铵4份、硝酸钴3份、3-羟基丙酸13份。
将氯化铵与其质量4.2倍的乙醇混合，制得氯化铵溶液；将3-羟基丙酸与其质量6.4倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羟基丙酸溶液，加热至61℃并在该温度下密封搅拌处理63min，然后加入氯化铵溶液，升温至89℃并在该温度下搅拌处理38min，然后降至66℃并加入硝酸钴，然后在该温度下超声处理40min，超声功率为1100W，再在99℃的温度下搅拌至干，然后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得染料污染吸附剂。
对比例1
除不含有氯化铵外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
对比例2
除不含有硝酸钴外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
对比例3
除不含有氯化铵以及硝酸钴外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
实施例6
染料污染吸附：取2g实施例1-5以及对比例1-3制得的染料污染吸附剂加入分别加入1000mL染料污染废液中，染料污染浓度200mg/L，染料污染废液中的染料污染为直接大红，在常温状态下吸附12h，结果如表1。并采用不同类型的染料污染废液(阳离子艳红、酸性大红、汞)作为目标污染物使用上述实例制备得到的染料污染吸附剂的吸附效果，测试条件：染料污染浓度500mg/L，染料污染吸附剂投加量2g；汞的浓度为50mg/L。可知，本发明中缺少氯化铵或硝酸钴，制得的材料对染料污染吸附作用都不高，氯化铵以及硝酸钴的共同作用，并结合其它原料等制得的材料对染料污染具有显著的吸附效果。
表1染料污染吸附剂对染料污染的吸附效果
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种染料污染吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石22-30份、氧化聚乙烯3-7份、氯化铵2-6份、硝酸钴1-5份、3-羟基丙酸9-17份。
2.根据权利要求1所述的染料污染吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石24-28份、氧化聚乙烯4-6份、氯化铵3-5份、硝酸钴2-4份、3-羟基丙酸11-15份。
3.根据权利要求1所述的染料污染吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：硅灰石26份、氧化聚乙烯5份、氯化铵4份、硝酸钴3份、3-羟基丙酸13份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的染料污染吸附剂的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1)将氯化铵与其质量4.2倍的乙醇混合，制得氯化铵溶液；将3-羟基丙酸与其质量6.4倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液；
2)将硅灰石与氧化聚乙烯混合研磨，加入3-羟基丙酸溶液，加热至61℃并在该温度下密封搅拌处理63min，然后加入氯化铵溶液，升温至89℃并在该温度下搅拌处理38min，然后降至66℃并加入硝酸钴，然后在该温度下超声处理40min，超声功率为1100W，再在98-100℃的温度下搅拌至干，然后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得染料污染吸附剂。
5.如权利要求1-3任一所述的染料污染吸附剂在染料污染处理中的应用。
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