CN108176379A - 一种工业废水处理剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将凹凸棒土、膨润土、麦饭石粉、蛭石粉、PEG2000、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯制备混合物A；（2）将混合物A、聚天冬氨酸、胺甲基化聚丙烯酰胺、壳聚糖、三羟甲基丙烷的乙醇溶液制得混合物B；（3）使用混合物B制得混合物B包裹的磁纳米粒子即得工业废水处理剂。本发明制备的水处理剂对Cu2+、Hg2+、Zn2+、Ni2+的吸附率达到99%以上，同时对染料的吸附率达到99%以上，本发明吸附剂的制备方法简单，并且最终以磁性纳米粒子作为分离介质进行水处理的分离，简化了水处理的后处理程序。因此，本发明对工业废水的处理具有广泛的前景。

Description

一种工业废水处理剂的制备方法
技术领域
本发明属于水污染处理技术领域，具体涉及一种工业废水处理剂的制备方法。
背景技术
随着经济的发展，各地的化工厂越来越多，工业污水的处理成为各界关注的热点，传统的电镀、制革、金属表面处理、印染、石化和含有其他有机污染物的废水排放量日益增加。
染料是废水中常见的一类污染物，主要来自于纺织、皮革、造纸、橡胶、塑料、化妆品、制药和食品等工业领域的生产过程中。染料的广泛使用在推动经济发展的同时，也产生了大量的染料废水排放到环境水体中，导致了自然水体的污染。因此，对染料废水的治理己成为水处理领域的研究热点之一。
早期，常用的染料废水处理方法主要包括絮凝沉淀法、化学氧化法、膜分离法和生物降解法。重金属废水处理方法主要有三类：化学反应去除法、吸附浓缩分离去除法以及微生物或植物去除法。然而，这些传统处理工艺普遍存在成本高、反应慢、易造成二次污染、低浓度废水处理难等缺点。
吸附处理技术是一种简单有效的处理废水的技术，在含重金属离子工业废水、染料废水、石化废水等的处理中有广泛应用。目前，工业废水处理常用技术有活性炭吸附，沸石交换等。然而这些吸附剂对废水吸附效率低，并且对废水进行处理后，分离纯化困难不易回收，对废水二次污染严重。因此，有必要对废水处理剂进行进一步开发，提高吸附剂的吸附效率和使用效率。
发明内容
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种工业废水处理剂的制备方法，改善现有吸附剂吸附效率差、回收困难的问题。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种工业废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取10-30份的凹凸棒土、10-20份膨润土、8-15份的麦饭石粉、9-18份的蛭石粉分散于50-100份的溶剂中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散20-40min，然后在搅拌的状态下加入3-6份PEG2000、4-7份聚乙烯吡咯烷酮、5-8份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至70-80℃，继续搅拌反应6-12h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为100-200目，得混合物A；
（2）将混合物A、7-15份聚天冬氨酸、10-15份胺甲基化聚丙烯酰胺、10-20份壳聚糖进行混合，加入到质量浓度为5-20wt%的三羟甲基丙烷的乙醇溶液中，在40-50℃的温度下搅拌反应1-2h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B；
（3）将混合物B加入到0.1-0.5M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入10-20份FeCl3与5-10份FeCl2的混合物，在35-40℃温度下反应20-30min后逐滴加入终浓度为0.1-0.3M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应30-40 min即得工业废水处理剂。
优选的，所述步骤（1）的具体步骤为：取20份的凹凸棒土、15份膨润土、12份的麦饭石粉、14份的蛭石粉分散于75份的溶剂中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散30min，然后在搅拌的状态下加入5份PEG2000、5份聚乙烯吡咯烷酮、6份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至75℃，继续搅拌反应8h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为150目，得混合物A。
优选的，所述溶剂为二甲基亚砜、乙醇或甲醇。
优选的，所述步骤（2）的具体步骤为：将混合物A、11份聚天冬氨酸、12份胺甲基化聚丙烯酰胺、15份壳聚糖进行混合，加入到质量浓度为12wt%的三羟甲基丙烷的乙醇溶液中，在45℃的温度下搅拌反应1.5h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B；
优选的，所述步骤（3）的具体步骤为：将混合物B加入到0.3M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入15份FeCl3与7份FeCl2的混合物，在38℃温度下反应25min后逐滴加入终浓度为0.2M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应35min即得工业废水处理剂。
本发明所述的制备方法制备的工业废水处理剂。
本发明所述工业废水处理剂在处理工业废水中的应用，所述工业废水为含重金属离子的废水、印染废水、石油化工废水中的一种或多种。
有益效果：本发明公开了一种工业废水处理剂的制备方法，本发明制备的水处理剂对Cu2+、Hg2+、Zn2+、Ni2+的吸附率达到99%以上，同时对染料的吸附率达到99%以上，本发明吸附剂的制备方法简单，并且最终以磁性纳米粒子作为分离介质进行水处理的分离，简化了水处理的后处理程序。因此，本发明对工业废水的处理具有广泛的前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种工业废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取20份的凹凸棒土、15份膨润土、12份的麦饭石粉、14份的蛭石粉分散于75份的二甲基亚砜中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散30min，然后在搅拌的状态下加入5份PEG2000、5份聚乙烯吡咯烷酮、6份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至75℃，继续搅拌反应8h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为150目，得混合物A；
（2）将混合物A、11份聚天冬氨酸、12份胺甲基化聚丙烯酰胺、15份壳聚糖进行混合，加入到质量浓度为12wt%的三羟甲基丙烷的乙醇溶液中，在45℃的温度下搅拌反应1.5h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B；
（3）将混合物B加入到0.3M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入15份FeCl3与7份FeCl2的混合物，在38℃温度下反应25min后逐滴加入终浓度为0.2M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应35min即得工业废水处理剂。
实施例2
一种工业废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取10份的凹凸棒土、10份膨润土、8份的麦饭石粉、9份的蛭石粉分散于50乙醇中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散20min，然后在搅拌的状态下加入3份PEG2000、4份聚乙烯吡咯烷酮、5份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至70℃，继续搅拌反应6h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为100目，得混合物A；
（2）将混合物A、7份聚天冬氨酸、10份胺甲基化聚丙烯酰胺、10份壳聚糖进行混合，加入到质量浓度为5wt%的三羟甲基丙烷的乙醇溶液中，在40℃的温度下搅拌反应1h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B；
（3）将混合物B加入到0.1M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入10份FeCl3与5份FeCl2的混合物，在35℃温度下反应20min后逐滴加入终浓度为0.1M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应30 min即得工业废水处理剂。
实施例3
一种工业废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取30份的凹凸棒土、20份膨润土、15份的麦饭石粉、18份的蛭石粉分散于100份的二甲基亚砜、乙醇或甲醇中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散40min，然后在搅拌的状态下加入6份PEG2000、7份聚乙烯吡咯烷酮、8份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至80℃，继续搅拌反应12h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为200目，得混合物A；
（2）将混合物A、15份聚天冬氨酸、15份胺甲基化聚丙烯酰胺、20份壳聚糖进行混合，加入到质量浓度为20wt%的三羟甲基丙烷的乙醇溶液中，在50℃的温度下搅拌反应2h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B；
（3）将混合物B加入到0.5M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入20份FeCl3与10份FeCl2的混合物，在40℃温度下反应30min后逐滴加入终浓度为0.3M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应40 min即得工业废水处理剂。
实施例4
一种工业废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取15份的凹凸棒土、12份膨润土、10份的麦饭石粉、12份的蛭石粉分散于60份的甲醇中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散25min，然后在搅拌的状态下加入4份PEG2000、5份聚乙烯吡咯烷酮、6份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至72℃，继续搅拌反应8h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为120目，得混合物A；
（2）将混合物A、8份聚天冬氨酸、11份胺甲基化聚丙烯酰胺、12份壳聚糖进行混合，加入到质量浓度为10wt%的三羟甲基丙烷的乙醇溶液中，在42℃的温度下搅拌反应1.2h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B；
（3）将混合物B加入到0.2M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入12份FeCl3与6份FeCl2的混合物，在36℃温度下反应22min后逐滴加入终浓度为0.2M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应32 min即得工业废水处理剂。
对比例1
一种工业废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取20份的凹凸棒土、15份膨润土、12份的麦饭石粉、14份的蛭石粉分散于75份的二甲基亚砜中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散30min，然后在搅拌的状态下加入5份PEG2000、5份聚乙烯吡咯烷酮、6份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至75℃，继续搅拌反应8h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为150目，得混合物A；
（2）将混合物A加入到0.3M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入15份FeCl3与7份FeCl2的混合物，在38℃温度下反应25min后逐滴加入终浓度为0.2M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应35min即得工业废水处理剂。
对比例2
一种工业废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取20份的凹凸棒土、15份膨润土、12份的麦饭石粉、14份的蛭石粉分散于75份的二甲基亚砜中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散30min，然后在搅拌的状态下加入5份PEG2000、5份聚乙烯吡咯烷酮、6份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至75℃，继续搅拌反应8h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为150目，得混合物A；
（2）将混合物A、12份胺甲基化聚丙烯酰胺、15份壳聚糖进行混合，在45℃的温度下搅拌反应1.5h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B；
（3）将混合物B加入到0.3M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入15份FeCl3与7份FeCl2的混合物，在38℃温度下反应25min后逐滴加入终浓度为0.2M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应35min即得工业废水处理剂。
取实施例1-4和对比例1-2制备的处理剂50mg分别加入到50mL含重金属离子浓度分别为5mg/L的Cu2+、Hg2+、Zn2+、Ni2+工业废水中，在25℃的温度下恒温振荡1h，检测反应前后重金属离子的变化，其结果如表1所示。
表1
取实施例1-4和对比例1-2制备的处理剂50mg分别加入到50mL含甲基橙、刚果红浓度为50mg/L印染废水中，在25℃的温度下恒温振荡1h，采用分光光度计测定溶液浓度，其结果如表2所示。
表2

Claims (7)

1.一种工业废水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取10-30份的凹凸棒土、10-20份膨润土、8-15份的麦饭石粉、9-18份的蛭石粉分散于50-100份的溶剂中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散20-40min，然后在搅拌的状态下加入3-6份PEG2000、4-7份聚乙烯吡咯烷酮、5-8份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至70-80℃，继续搅拌反应6-12h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为100-200目，得混合物A；
（2）将混合物A、7-15份聚天冬氨酸、10-15份胺甲基化聚丙烯酰胺、10-20份壳聚糖进行混合，加入到质量浓度为5-20wt%的三羟甲基丙烷的乙醇溶液中，在40-50℃的温度下搅拌反应1-2h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B；
（3）将混合物B加入到0.1-0.5M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入10-20份FeCl3与5-10份FeCl2的混合物，在35-40℃温度下反应20-30min后逐滴加入终浓度为0.1-0.3M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应30-40 min即得工业废水处理剂。
2.根据权利要求1所述的一种工业废水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体步骤为：取20份的凹凸棒土、15份膨润土、12份的麦饭石粉、14份的蛭石粉分散于75份的溶剂中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散30min，然后在搅拌的状态下加入5份PEG2000、5份聚乙烯吡咯烷酮、6份十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至75℃，继续搅拌反应8h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为150目，得混合物A。
3.根据权利要求1或2所述的一种工业废水处理剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲基亚砜、乙醇或甲醇。
4.根据权利要求1所述的一种工业废水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体步骤为：将混合物A、11份聚天冬氨酸、12份胺甲基化聚丙烯酰胺、15份壳聚糖进行混合，加入到质量浓度为12wt%的三羟甲基丙烷的乙醇溶液中，在45℃的温度下搅拌反应1.5h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物B。
5.根据权利要求1所述的一种工业废水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的具体步骤为：将混合物B加入到0.3M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入15份FeCl3与7份FeCl2的混合物，在38℃温度下反应25min后逐滴加入终浓度为0.2M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应35min即得工业废水处理剂。
6.权利要求1所述的制备方法制备的工业废水处理剂。
7.权利要求6所述工业废水处理剂在处理工业废水中的应用，其特征在于，所述工业废水为含重金属离子的废水、印染废水、石油化工废水中的一种或多种。
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