CN110586042A - 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法 - Google Patents

废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110586042A
CN110586042A CN201910747960.7A CN201910747960A CN110586042A CN 110586042 A CN110586042 A CN 110586042A CN 201910747960 A CN201910747960 A CN 201910747960A CN 110586042 A CN110586042 A CN 110586042A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hexavalent chromium
nanofiber membrane
ion adsorbent
chromium ion
adsorbent
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.)
Granted
Application number
CN201910747960.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110586042B (zh
Inventor
蔡杰
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.)
Wuhan Polytechnic University
Original Assignee
Wuhan Polytechnic 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 Wuhan Polytechnic University filed Critical Wuhan Polytechnic University
Priority to CN201910747960.7A priority Critical patent/CN110586042B/zh
Publication of CN110586042A publication Critical patent/CN110586042A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110586042B publication Critical patent/CN110586042B/zh
Active 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
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • 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
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • 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
    • C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • 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
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C02F2101/22—Chromium or chromium compounds, e.g. chromates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明公开一种废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法，涉及废水处理技术领域。所述六价铬离子吸附剂的制备方法包括以下步骤：将醋酸纤维素溶于丙酮‑二甲基乙酰胺混合溶剂，制成纺丝液；对所述纺丝液进行静电纺丝以获得醋酸纤维素纳米纤维膜；将所述醋酸纤维素纳米纤维膜浸于氢氧化钠的乙醇溶液中水解后，干燥得到纤维素纳米纤维膜；将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂。本发明旨在制备一种可以吸附六价铬离子的吸附剂，用于废水处理，以解决目前处理废水中六价铬离子的成本高的缺陷。

Description

废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法。
背景技术
随着现代化工业的快速发展，有毒的重金属离子所引起的水环境污染已成为了全球亟待解决的问题之一。重金属离子作为不可降解的有毒污染物之一，不仅对生态环境成了负面影响，而且间接地危害人体的身体健康。在最近几年里，为了解决这一难题，大量的研究者对废水溶液中重金属离子的去除进行了不断的探索。
六价铬离子是最常见的水体重金属污染物，主要来源于制革工业、电镀废水、冶金和化学工业等。活性炭吸附法凭借其处理过程简单、吸附容量大、不会造成二次污染等优势，成为了当前处理废水中六价铬离子的研究热点。然而，应用广泛且商业化的活性炭吸附剂价格较为昂贵，导致废水处理的成本较高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法，旨在制备一种可以吸附六价铬离子的吸附剂，用于废水处理，以解决目前处理废水中六价铬离子的成本高的缺陷。
为实现上述目的，本发明提出一种六价铬离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
将醋酸纤维素溶于丙酮-二甲基乙酰胺混合溶剂，制成纺丝液；
对所述纺丝液进行静电纺丝以获得醋酸纤维素纳米纤维膜；
将所述醋酸纤维素纳米纤维膜浸于氢氧化钠的乙醇溶液中水解后，干燥得到纤维素纳米纤维膜；
将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂。
可选地，所述将醋酸纤维素溶于丙酮-二甲基乙酰胺混合溶剂，制成纺丝液的步骤中，
所述纺丝液中醋酸纤维素的质量分数为14％～18％。
可选地，所述将所述醋酸纤维素纳米纤维膜浸于氢氧化钠的乙醇溶液中水解后，干燥得到纤维素纳米纤维膜的步骤中，所述水解的时间为20～24h。
可选地，所述将所述醋酸纤维素纳米纤维膜浸于氢氧化钠的乙醇溶液中水解后，干燥得到纤维素纳米纤维膜的步骤中，所述氢氧化钠的乙醇溶液的浓度为0.08～0.3mol/L。
可选地，所述将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂的步骤中，
所述柠檬酸溶液的浓度为0.7～1.2mol/L。
可选地，所述将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂的步骤中，
所述反应的温度为75～90℃；和/或，
所述反应的时间为2～3h。
可选地，所述将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂的步骤包括：
将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，于78～83℃下，搅拌反应2～2.2h后，捞出产物纤维；
洗涤所述产物纤维以清除残留溶剂，于75～85℃下干燥处理，得六价铬离子吸附剂。
此外，本发明还提出一种废水处理的方法，所述废水处理的方法为：于25～65℃下，向废水中加入根据如上所述的六价铬离子吸附剂的制备方法制得的六价铬离子吸附剂，搅拌使六价铬离子被吸收后，过滤。
可选地，每100ml废水中，所述六价铬离子吸附剂的加入量为20mg～60mg。
可选地，于25～65℃下，向废水中加入根据如上所述的六价铬离子吸附剂的制备方法制得的六价铬离子吸附剂，搅拌使六价铬离子被吸收后，过滤的步骤之前，还包括：调节废水的pH至2～10。
本发明的技术方案中，选用价格低廉的醋酸纤维素为原料，通过静电纺丝、水解、柠檬酸改性制成六价铬离子吸附剂，该六价铬离子吸附剂为柠檬酸改性纤维素纳米纤维，具有多个活性位点，对六价铬离子具有高度选择性和强吸附能力，解决了目前处理废水中的六价铬离子成本高的问题。此外，本发明吸附剂制备方法的反应步骤简单、反应温和，利于工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提出的六价铬离子吸附剂的制备方法的一实施例的流程示意图；
图2为醋酸纤维素纳米纤维膜的扫描电子显微镜图像。
图3为纤维素纳米纤维膜的扫描电子显微镜图像。
图4为图1中制备方法制得的柠檬酸改性纤维素纳米纤维膜的扫描电子显微镜图像。
图5为图2至图4中所提及的醋酸纤维素纳米纤维膜、纤维素纳米纤维膜和柠檬酸改性纤维素纳米纤维膜的傅里叶变换红外光谱图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
六价铬离子是最常见的水体重金属污染物，主要来源于制革工业、电镀废水、冶金和化学工业等。活性炭吸附法凭借其处理过程简单、吸附容量大、不会造成二次污染等优势，成为了当前处理废水中六价铬离子的研究热点。然而，应用广泛且商业化的活性炭吸附剂价格较为昂贵，导致废水处理的成本较高。
本发明提出一种六价铬离子吸附剂的制备方法，可以制备出一种吸附剂，该吸附剂对六价铬离子具有高度选择性和强吸附能力。图1为本发明提出的六价铬离子吸附剂的制备方法的一实施例，图2至图4依次为醋酸纤维素纳米纤维膜、纤维素纳米纤维膜以及柠檬酸改性纤维素纳米纤维膜的电镜图。
结合图1可知，所述六价铬离子吸附剂的制备方法包括以下步骤：
步骤S10、将醋酸纤维素溶于丙酮-二甲基乙酰胺混合溶剂，制成纺丝液。
醋酸纤维素(CA)是一种人造纤维，是纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。其在纤维素衍生物中是最早被商品化生产的纤维素有机酸酯，可以在市面上购得。由于纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，且醋酸纤维素的生产工艺已经过不断发展优化，因此醋酸纤维素的价格较低廉。
本实施例选用醋酸纤维素作为制备吸附剂的原料，降低了吸附剂的生产成本。本实施例中，丙酮-二甲基乙酰胺混合溶剂对醋酸纤维素的溶解性能较好，将醋酸纤维素溶于丙酮-二甲基乙酰胺混合溶剂制成的纺丝液用于静电纺丝可以获得形貌较好的纤维。其中，丙酮-二甲基乙酰胺混合溶剂由丙酮与二甲基乙酰胺混合制成，其二者的混合比例可以根据醋酸纤维素的溶解情况进行调整，本发明不作限定，但为了便于描述，在以下各实施例中，将丙酮与二甲基乙酰胺按2:1的体积比进行混合。
进一步地，纺丝液的浓度过高会导致静电纺丝效率较低以及纳米纤维直径增大，过小则会导致溶剂消耗以及纤维固化不良，因此，本实施例中，纺丝液中醋酸纤维素的质量分数为14％～18％，即醋酸纤维素的重量占纺丝液重量的百分比可以为14％～18％，例如14％、15％、15.3％、16％、16.2％、16.5％、17％、17.8％、18％等。
步骤S20、对所述纺丝液进行静电纺丝以获得醋酸纤维素纳米纤维膜。
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，即将聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝，从而获得纳米级直径的聚合物细丝。对比普通纤维，纳米纤维极大地增大了比表面积，具有较高的孔隙率以及较好的纤维均一性，可以提高材料的吸附能力。
为获得最佳形态的纳米纤维，本实施例中，可以将静电纺丝的参数条件设定为：工作电压为15～25 KV、溶液流速为0.8～1.2ml/h、接收距离为10～20cm、针头直径为0.5～0.8mm。进一步地，静电纺丝的参数条件可以为：工作电压为20KV、溶液流速为1ml/h、接收距离为20cm、针头直径为0.6mm。
步骤S30、将所述醋酸纤维素纳米纤维膜浸于氢氧化钠的乙醇溶液中水解后，干燥得到纤维素纳米纤维膜。
本实施例中，将醋酸纤维素纳米纤维膜在碱性条件，即在氢氧化钠的乙醇溶液中进行水解，以获得纤维素纳米纤维膜。其中，氢氧化钠的乙醇溶液是将氢氧化钠溶于乙醇形成的混合溶液，混合溶液中氢氧化钠的含量可以根据水解情况进行调整，在本实施例中，优选氢氧化钠的乙醇溶液的浓度为0.08～0.3mol/L，该浓度范围内，醋酸纤维素纳米纤维膜水解效果最佳，且在这个范围内，浓度越高，效果越好。
水解的时间为20～24h，在该时间范围内，醋酸纤维素纳米纤维膜基本水解完成。
此外，本实施例中，干燥的温度可以为75℃～80℃，例如75℃、76℃、79℃、80℃等。
步骤S40、将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂。
本实施例中，对纤维素纳米纤维膜进行柠檬酸改性，获得六价铬离子吸附剂，可以有效增加纳米纤维的活性位点，提高对六价铬离子的选择性，提升吸附能力。具体地，将纤维素纳米纤维膜浸泡在柠檬酸溶液中，加入次磷酸钠作为催化剂，催化反应进行，经过充分反应即可获得六价铬离子吸附剂。
对该吸附剂以及醋酸纤维素纳米纤维膜、纤维素纳米纤维膜进行红外检测，可以看出，对比醋酸纤维素纳米纤维膜和纤维素纳米纤维膜的红外谱图(图5)，吸附剂的谱图中，波长1755cm-1处的乙酰羰基伸缩振动峰明显消失，同时，在波长1915cm-1处出现有明显的特征吸收峰，说明该吸附剂为柠檬酸改性纳米纤维生物质吸附剂。同时，通过对比图2、图3及图4可以发现，通过静电纺丝制备的醋酸纤维素纳米纤维膜表面光滑、大小均一，改性处理后的柠檬酸改性纳米纤维素保持原有的形态且具有更多的活性位点，说明柠檬酸改性纳米纤维素具有更高的吸附能力。本实施例制得的六价铬离子吸附剂具有多个活性位点，可以选择性吸附六价铬离子且吸附能力强。
其中，所述柠檬酸溶液的浓度为0.7～1.2mol/L；反应时温度可以控制在75～90℃；反应的时间可以为2～3h。
进一步地，在实施上述步骤S40时，可以通过以下步骤实现：
步骤S41、将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，于78～83℃下，搅拌反应2～2.2h后，捞出产物纤维；
步骤S42、洗涤所述产物纤维以清除残留溶剂，于75～85℃下干燥处理，得六价铬离子吸附剂。
由于所用原料醋酸纤维素价格低廉，本发明制备方法制得的吸附剂成本较低，解决了目前处理废水中的六价铬离子成本高的问题。此外，本发明吸附剂制备方法的反应步骤简单、反应温和，利于工业化生产。
此外，本发明还提出一种废水处理的方法，所述废水处理的方法为：于25～65℃下，向废水中加入根据上述六价铬离子吸附剂的制备方法制得的六价铬离子吸附剂，搅拌使六价铬离子被吸收后，过滤。
由于根据上述六价铬离子吸附剂的制备方法制得的六价铬离子吸附剂具有多个活性位点，对六价铬离子具有高选择性，可以选择性吸收六价铬离子且吸附能力强。在25～65℃温度条件下，废水中的六价铬离子可以很容易地与吸附剂结合以从废水中分离出来，再通过过滤，即可以沉淀物的形式排出。相较现有的吸附处理方法，本发明废水处理方法的成本低廉。
进一步地，上述废水处理方法的温度条件可以优选为45℃，该温度时，吸附剂吸附效果最佳，且该温度接近常温，提供该温度需要的耗能较低，进一步降低了成本。
此外，本发明制备方法制得的六价铬离子吸附剂吸附性能较强，且对六价铬离子具有高选择性，在用于废水处理时，单位废水中消耗的吸附剂份量较低，进一步降低了废水处理的成本。本实施例中，每100ml废水中，所述六价铬离子吸附剂的加入量为20mg～60mg。
进一步地，在进行上述废水处理的步骤之前，还可以对废水进行预处理，为吸附处理步骤提供合适的酸碱环境，具体地，在上述步骤，即“于25～65℃下，向废水中加入根据上述六价铬离子吸附剂的制备方法制得的六价铬离子吸附剂，搅拌使六价铬离子被吸收后，过滤”的步骤之前，还包括：调节废水的pH至2～10。其中，用于调节废水pH的溶液可以为硫酸、盐酸、氢氧化钠等常见酸碱。
更进一步地，在本发明的另一实施例中，对废水进行预处理时，还可以将废水的pH调节至2～3，该酸碱环境下，吸附剂的吸附性能更好。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
称取醋酸纤维素1.6g于螺口西林瓶中，加入10mL丙酮/二甲基乙酰胺(2:1，v:v)混合溶剂，搅拌使醋酸纤维素完全溶解以形成纺丝液。将纺丝液装入注射针管中，通过静电纺丝技术制备醋酸纤维素纳米纤维膜并设置静电纺丝的参数为工作电压为20KV、溶液流速为1ml/h、接收距离为20cm、针头直径为0.6mm。将醋酸纤维素纳米纤维膜浸没于0.1mol/L的氢氧化钠的乙醇溶液中，水解24h后，用去离子水洗涤干净并于80℃烘干，得到纤维素纳米纤维膜。将纤维素纳米纤维膜置于1mol/L的柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，于80℃下，搅拌反应2h后，捞出产物纤维。洗涤产物纤维以清除残留溶剂，于80℃下干燥处理，得到柠檬酸改性纤维素纳米纤维膜，作为六价铬离子吸附剂。
实施例2
称取醋酸纤维素1.4g于螺口西林瓶中，加入10mL丙酮/二甲基乙酰胺(2:1，v:v)混合溶剂，搅拌使醋酸纤维素完全溶解以形成纺丝液。将纺丝液装入注射针管中，通过静电纺丝技术制备醋酸纤维素纳米纤维膜并设置静电纺丝的参数为工作电压为20KV、溶液流速为1ml/h、接收距离为20cm、针头直径为0.6mm。将醋酸纤维素纳米纤维膜浸没于0.08mol/L的氢氧化钠的乙醇溶液中，水解21h后，用去离子水洗涤干净并于80℃烘干，得到纤维素纳米纤维膜。将纤维素纳米纤维膜置于0.9mol/L的柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，于78℃下，搅拌反应3h后，捞出产物纤维。洗涤产物纤维以清除残留溶剂，于75℃下干燥处理，得到柠檬酸改性纤维素纳米纤维膜，作为六价铬离子吸附剂。
实施例3
称取醋酸纤维素1.8g于螺口西林瓶中，加入10mL丙酮/二甲基乙酰胺(2:1，v:v)混合溶剂，搅拌使醋酸纤维素完全溶解以形成纺丝液。将纺丝液装入注射针管中，通过静电纺丝技术制备醋酸纤维素纳米纤维膜并设置静电纺丝的参数为工作电压为20KV、溶液流速为1ml/h、接收距离为20cm、针头直径为0.6mm。将醋酸纤维素纳米纤维膜浸没于0.3mol/L的氢氧化钠的乙醇溶液中，水解23h后，用去离子水洗涤干净并于80℃烘干，得到纤维素纳米纤维膜。将纤维素纳米纤维膜置于0.7mol/L的柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，于83℃下，搅拌反应2.7h后，捞出产物纤维。洗涤产物纤维以清除残留溶剂，于85℃下干燥处理，得到柠檬酸改性纤维素纳米纤维膜，作为六价铬离子吸附剂。
实施例4
称取醋酸纤维素1.5g于螺口西林瓶中，加入10mL丙酮/二甲基乙酰胺(2:1，v:v)混合溶剂，搅拌使醋酸纤维素完全溶解以形成纺丝液。将纺丝液装入注射针管中，通过静电纺丝技术制备醋酸纤维素纳米纤维膜并设置静电纺丝的参数为工作电压为20KV、溶液流速为1ml/h、接收距离为20cm、针头直径为0.6mm。将醋酸纤维素纳米纤维膜浸没于0.2mol/L的氢氧化钠的乙醇溶液中，水解22h后，用去离子水洗涤干净并于80℃烘干，得到纤维素纳米纤维膜。将纤维素纳米纤维膜置于1.1mol/L的柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，于90℃下，搅拌反应2.1h后，捞出产物纤维。洗涤产物纤维以清除残留溶剂，于79℃下干燥处理，得到柠檬酸改性纤维素纳米纤维膜，作为六价铬离子吸附剂。
实施例5
称取醋酸纤维素1.7g于螺口西林瓶中，加入10mL丙酮/二甲基乙酰胺(2:1，v:v)混合溶剂，搅拌使醋酸纤维素完全溶解以形成纺丝液。将纺丝液装入注射针管中，通过静电纺丝技术制备醋酸纤维素纳米纤维膜并设置静电纺丝的参数为工作电压为20KV、溶液流速为1ml/h、接收距离为20cm、针头直径为0.6mm。将醋酸纤维素纳米纤维膜浸没于0.09mol/L的氢氧化钠的乙醇溶液中，水解20h后，用去离子水洗涤干净并于80℃烘干，得到纤维素纳米纤维膜。将纤维素纳米纤维膜置于1.2mol/L的柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，于75℃下，搅拌反应2.2h后，捞出产物纤维。洗涤产物纤维以清除残留溶剂，于81℃下干燥处理，得到柠檬酸改性纤维素纳米纤维膜，作为六价铬离子吸附剂。
以下为本发明废水处理方法的具体实施例，为便于描述，在以下实施例中，均选用上述实施例1制得的六价铬离子吸附剂。应当理解，上述其他实施例制得的六价铬离子吸附剂同样可以应用于以下实施例，且达到去除废水中六价铬离子的效果，在此不做赘述。
需要说明，为便于性能测试，以下实施例中选用的废水中含有的铬离子的浓度为50mg/L。同时，根据铬离子标准曲线，采用分光光度法测量每个实施例中，经处理后的废水中，吸附材料对铬离子的吸附量(mg/g)。吸附材料的吸附重金属离子的能力大小通常用吸附量qe表示，单位为mg/g。其计算公式如下：
qe＝(Co-Ce)V/M
式中，Co和Ce分别表示溶液中六价铬离子的初始浓度和吸附平衡浓度(mg/L)，V代表溶液体积(L)，M表示所制备的吸附材料的使用量(mg)。
实施例6
调节废水的pH至2后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为10.74mg/g。
实施例7
调节废水的pH至4后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为7.52mg/g。
实施例8
调节废水的pH至6后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为4.32mg/g。
实施例9
调节废水的pH至10后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为0.52mg/g。
实施例10
调节废水的pH至2后，于25℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为10.18mg/g。
实施例11
调节废水的pH至2后，于35℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为10.48mg/g。
实施例12
调节废水的pH至2后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为11.68mg/g。
实施例13
调节废水的pH至2后，于55℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为11.35mg/g。
实施例14
调节废水的pH至2后，于65℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为10.58mg/g。
实施例15
调节废水的pH至2后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌10min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为0.78mg/g。
实施例16
调节废水的pH至2后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为13.1mg/g。
实施例17
调节废水的pH至2后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌180min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为13.55mg/g。
实施例18
调节废水的pH至2后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂20mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为11.55mg/g。
实施例19
调节废水的pH至2后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂40mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为12.65mg/g。
实施例20
调节废水的pH至2后，于45℃下，向100mL废水中加入实施例1制得的六价铬离子吸附剂60mg，搅拌120min后，过滤。检测滤液中的铬离子含量，并计算得知该吸附材料对铬离子的吸附量为7.93mg/g。
显然，在上述各实施例中，吸附材料对废水中铬离子的吸附容量均较高，说明本发明提出的六价铬离子吸附剂对铬离子具有强吸附力，本发明提出的废水处理方法具有良好的去除六价铬离子的效果。
进一步地，对比实施例6至实施例9中吸附剂对六价铬离子的吸附量结果可知，随着pH降低，吸附剂吸附能力越强，且在pH为2时达到最佳；对比实施例10至实施例14，可知，随着温度升高，吸附剂吸附能力增强，但在超出45℃后，吸附能力稍有减弱。对比实施例15至实施例17温度对吸附量的影响可知，随着吸附时间的增加，吸附量先快速增加，后逐渐保持平衡。对比实施例18至实施例20中吸附剂的加入量对吸附量的影响，可知，适当的增加吸附剂投入量可提高吸附量，但过多的吸附剂添加量会在一定程度上减少吸附剂的吸附量。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种六价铬离子吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将醋酸纤维素溶于丙酮-二甲基乙酰胺混合溶剂，制成纺丝液；
对所述纺丝液进行静电纺丝以获得醋酸纤维素纳米纤维膜；
将所述醋酸纤维素纳米纤维膜浸于氢氧化钠的乙醇溶液中水解后，干燥得到纤维素纳米纤维膜；
将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂。
2.如权利要求1所述的六价铬离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述将醋酸纤维素溶于丙酮-二甲基乙酰胺混合溶剂，制成纺丝液的步骤中，
所述纺丝液中醋酸纤维素的质量分数为14％～18％。
3.如权利要求1所述的六价铬离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述将所述醋酸纤维素纳米纤维膜浸于氢氧化钠的乙醇溶液中水解后，干燥得到纤维素纳米纤维膜的步骤中，所述水解的时间为20～24h。
4.如权利要求1所述的六价铬离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述将所述醋酸纤维素纳米纤维膜浸于氢氧化钠的乙醇溶液中水解后，干燥得到纤维素纳米纤维膜的步骤中，所述氢氧化钠的乙醇溶液的浓度为0.08～0.3mol/L。
5.如权利要求1所述的六价铬离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂的步骤中，
所述柠檬酸溶液的浓度为0.7～1.2mol/L。
6.如权利要求1所述的六价铬离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂的步骤中，
所述反应的温度为75～90℃；和/或，
所述反应的时间为2～3h。
7.如权利要求6所述的六价铬离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，反应得六价铬离子吸附剂的步骤包括：
将所述纤维素纳米纤维膜置于柠檬酸溶液中，以次磷酸钠为催化剂，于78～83℃下，搅拌反应2～2.2h后，捞出产物纤维；
洗涤所述产物纤维以清除残留溶剂，于75～85℃下干燥处理，得六价铬离子吸附剂。
8.一种废水处理的方法，其特征在于，于25～65℃下，向废水中加入根据如权利要求1～7任一项所述的六价铬离子吸附剂的制备方法制得的六价铬离子吸附剂，搅拌使六价铬离子被吸收后，过滤。
9.如权利要求8所述的废水处理的方法，其特征在于，每100ml废水中，所述六价铬离子吸附剂的加入量为20mg～60mg。
10.如权利要求8所述的废水处理的方法，其特征在于，于25～65℃下，向废水中加入根据如权利要求1～7任一项所述的六价铬离子吸附剂的制备方法制得的六价铬离子吸附剂，搅拌使六价铬离子被吸收后，过滤的步骤之前，还包括：调节废水的pH至2～10。
CN201910747960.7A 2019-08-13 2019-08-13 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法 Active CN110586042B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910747960.7A CN110586042B (zh) 2019-08-13 2019-08-13 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910747960.7A CN110586042B (zh) 2019-08-13 2019-08-13 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110586042A true CN110586042A (zh) 2019-12-20
CN110586042B CN110586042B (zh) 2022-11-25

Family

ID=68854066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910747960.7A Active CN110586042B (zh) 2019-08-13 2019-08-13 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110586042B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112169780A (zh) * 2020-10-21 2021-01-05 陕西科技大学 一种用于吸附六价铬离子的明胶基水凝胶吸附剂及其制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1913928A (zh) * 2003-12-19 2007-02-14 Bki控股公司 具有可变可润湿性的纤维以及包含该纤维的材料
CN101232930A (zh) * 2005-08-08 2008-07-30 先进粉末技术有限责任公司 过滤材料、其生产方法、过滤体和过滤方法
CN103058314A (zh) * 2013-01-24 2013-04-24 重庆绿色智能技术研究院 一种去除水中六价铬的方法
CN103990390A (zh) * 2014-06-09 2014-08-20 景德镇陶瓷学院 一种离子导电性高分子基分离膜元件及其膜分离组件
CN105126754A (zh) * 2015-09-02 2015-12-09 上海大学 一种利用玉米秸秆制备的生物炭去除水体中铬的方法
CN105155350A (zh) * 2015-08-04 2015-12-16 浙江中烟工业有限责任公司 一种降低烟气中巴豆醛的纳米纤维复合纸及其制备方法和应用
US20150360158A1 (en) * 2013-02-14 2015-12-17 Todd MENKHAUS Hybrid felts of electrospun nanofibers
CN106000120A (zh) * 2016-06-07 2016-10-12 东华大学 基于三维网络状的梯度复合功能膜的制备方法及其制品
CN106492763A (zh) * 2016-11-02 2017-03-15 广西大学 酯化改性蔗渣的制备方法及其应用
CN108341981A (zh) * 2018-04-02 2018-07-31 齐鲁工业大学 一种谷氨酸交联纤维素酯膜及制备方法
CN108358251A (zh) * 2018-02-09 2018-08-03 佛山杰致信息科技有限公司 一种重金属污水处理药剂
US20190002309A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 The Regents Of The University Of California Surfactant-assisted synthesis of surface-functionalized nanoparticle-polymer electrospun composites
CN109457472A (zh) * 2018-10-22 2019-03-12 武汉轻工大学 一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1913928A (zh) * 2003-12-19 2007-02-14 Bki控股公司 具有可变可润湿性的纤维以及包含该纤维的材料
CN101232930A (zh) * 2005-08-08 2008-07-30 先进粉末技术有限责任公司 过滤材料、其生产方法、过滤体和过滤方法
CN103058314A (zh) * 2013-01-24 2013-04-24 重庆绿色智能技术研究院 一种去除水中六价铬的方法
US20150360158A1 (en) * 2013-02-14 2015-12-17 Todd MENKHAUS Hybrid felts of electrospun nanofibers
CN103990390A (zh) * 2014-06-09 2014-08-20 景德镇陶瓷学院 一种离子导电性高分子基分离膜元件及其膜分离组件
CN105155350A (zh) * 2015-08-04 2015-12-16 浙江中烟工业有限责任公司 一种降低烟气中巴豆醛的纳米纤维复合纸及其制备方法和应用
CN105126754A (zh) * 2015-09-02 2015-12-09 上海大学 一种利用玉米秸秆制备的生物炭去除水体中铬的方法
CN106000120A (zh) * 2016-06-07 2016-10-12 东华大学 基于三维网络状的梯度复合功能膜的制备方法及其制品
CN106492763A (zh) * 2016-11-02 2017-03-15 广西大学 酯化改性蔗渣的制备方法及其应用
US20190002309A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 The Regents Of The University Of California Surfactant-assisted synthesis of surface-functionalized nanoparticle-polymer electrospun composites
CN108358251A (zh) * 2018-02-09 2018-08-03 佛山杰致信息科技有限公司 一种重金属污水处理药剂
CN108341981A (zh) * 2018-04-02 2018-07-31 齐鲁工业大学 一种谷氨酸交联纤维素酯膜及制备方法
CN109457472A (zh) * 2018-10-22 2019-03-12 武汉轻工大学 一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ABO-SHOSHA, MH ET AL.: "Preparation and utilization of carboxyl-containing cation exchange cellulose", 《POLYMER-PLASTICS TECHNOLOGY AND ENGINEERING》 *
YAN LI ET AL.: "Simultaneous visual detection and removal of lead(II) ions with pyromellitic dianhydride-grafted cellulose nanofibrous membranes", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A》 *
ZHANG KAI ET AL.: "Tree-like cellulose nanofiber membranes modified by citric acid for heavy metal ion (Cu2+) removal", 《CELLULOSE》 *
张碟等: "纤维素纳米纤维水凝胶的构筑与吸附性能研究", 《林业工程学报》 *
李盛柏: "柠檬酸改性竹纤维吸附重金属Ni2+的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
王江南: "静电纺丝制备聚合物多孔纤维及其应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112169780A (zh) * 2020-10-21 2021-01-05 陕西科技大学 一种用于吸附六价铬离子的明胶基水凝胶吸附剂及其制备方法
CN112169780B (zh) * 2020-10-21 2022-11-25 陕西科技大学 一种用于吸附六价铬离子的明胶基水凝胶吸附剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110586042B (zh) 2022-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109513404B (zh) 一种负载TiO2纳米颗粒的功能性纤维素气凝胶复合材料的制备方法
Isobe et al. TEMPO-oxidized cellulose hydrogel as a high-capacity and reusable heavy metal ion adsorbent
CN108554399B (zh) 一种纤维素基Pd/C催化剂的制备方法
CN111793223B (zh) 采用熔盐体系制备纳米级再生纤维素的方法
WO2007121609A1 (fr) Utilisation d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium et de sulfo-urée dans la production de produits cellulosiques à l'échelle pilote
CN110327901B (zh) 一种硫脲改性壳聚糖基铜离子印迹纳米纤维的制备方法
CN110586042B (zh) 废水处理的方法及六价铬离子吸附剂的制备方法
CN109402755B (zh) 表面嵌有金属有机骨架纳米纤维的复合纤维的制备方法
WO2012039462A1 (ja) セルロース溶液の製造方法、セルロース析出体の製造方法、セルロースの糖化方法、セルロース溶液、及びセルロース析出体
CN111533201B (zh) 一种基于多孔咖啡渣的生物质水处理剂及其制备方法
CN113304726A (zh) 消毒副产物吸附型碳膜滤芯的制备方法、所述制备方法得到的产品及其应用
Sun et al. Preparation of dicarboxyl cellulose nanocrystals from agricultural wastes by sequential periodate-chlorite oxidation
CN1793180A (zh) 采用竹浆粕为原料制成的醋酸纤维素及其制造方法和用途
CN112452165B (zh) 一种Ag/AgBr/AgVO3复合纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用
CN113122938A (zh) 含MOFs的壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备方法及应用
CN112044406A (zh) 一种制备棉秆皮微晶纤维素/氧化石墨烯气凝胶纤维的方法
CN108654394B (zh) 一种纳米纤维阳离子交换膜及其制备方法与应用
CN108940375B (zh) 一种甲醛净化纤维及其制备方法
CN112430909B (zh) 稻秆源醋酸纤维素电纺制备柔性多孔炭纤维膜的方法及得到的柔性多孔炭纤维膜和其应用
SE541449C2 (en) Method of wet spinning precursor fibers comprising lignin and gelling hydrocolloid, and precursor fibers therefrom
CN115198528A (zh) 羧甲基纤维素纳米纤维膜/海藻酸钠/石墨烯复合材料的制备方法
CN114808173A (zh) 一种以酒糟为原料制备绿色再生纤维素纤维的方法
CN109295551B (zh) 一种氧化再生纤维素产品的新型制备方法
CN108930095B (zh) 一种高邻位热固性酚醛基中空纳米梯度活性炭纤维膜的制备方法
CN114164511A (zh) 一种多孔二氧化钛混合聚丙烯腈纤维的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant