CN111215035A - 一种用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料及其制备工艺 - Google Patents

一种用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料及其制备工艺 Download PDF

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张庆
彭赟
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    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
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Abstract

本发明涉及用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料及其制备工艺：用硅胶对原料壳聚糖进行交联，再用乙二胺对其进行化学接枝，最后与碳纳米管进行复合，得到用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料。本发明提供的用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料，具有生物兼容性好、吸附容量高、成本低等优点，且制备工艺简单。

Description

一种用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料及其制备 工艺
技术领域
本发明属于环境纳米新功能材料技术领域，具体涉及用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料及其制备工艺。
背景技术
随着我国印染工业和化学工业的快速发展，目前每年大约有6～7亿吨印染废水排入环境中，染料废水已成为环境重点污染源之一。目前工业上常用的处理染料废水的方法有絮凝沉淀、氧化、吸附、生物降解等方法。但吸附法被认为优于其他的染料废水处理技术，其具有成本低、效率高、简单易操作并对有毒物质不敏感等优点，因而在处理包括染料废水的有机物污染废水中有着广泛的应用。
壳聚糖是自然界中唯一的碱性多糖，其含量仅次于纤维素，同时壳聚糖也是一种良好的吸附剂，但壳聚糖具有酸溶性、质软，在水中沉降性差，经水长期浸泡易散形等缺点，给具体操作及活化再生带来不便，必须将其进行化学改性处理才能有效发挥其长处。碳纳米管(CNTs)具有比表面积大、吸附容量大等优点，可作为一种新型的吸附材料，然而由于CNTs为细小粉末状样品，如何从水溶液中分离CNTs成为了碳纳米管在实际应用的难题。一旦吸附有毒污染物的CNTs进入生态环境中，将会带来更加严重的二次环境污染问题。因此开发生物兼容性好，可在酸性溶液中使用的高容量新型碳纳米管吸附剂对降低吸附剂成本、提高吸附容量、延长寿命、促进实用化推广具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于立足生物兼容性好、吸附容量高、成本低的磁性碳纳米管吸附剂研发的需求，提供用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料及其制备工艺。
用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料的制备工艺：用硅胶对原料壳聚糖进行交联，再用乙二胺对其进行化学接枝，最后与碳纳米管进行复合，得到用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料。
所述方法进一步包括：
(1)将0.5～2.5mol/L醋酸100～500毫升加入壳聚糖5～40克，不断搅拌，过滤；
(2)在滤液中加入60～100目色谱体硅胶10～80克，搅拌20～40分钟，静置12～24小时后，搅拌均匀；
(3)壳聚糖—硅胶液通过真空低温干燥，温度0～15℃，加入含硫有机溶剂二甲基亚砜40～80毫升，超声波分散10～30分钟；
(4)向上述步骤(3)的溶液中加入作为配体的乙二胺240～260mg、作为催化剂的质量分数为4～6％的NaOH溶液4.5～5.5ml，在氮气保护下于70～90℃搅拌反应10～14小时，得乙二胺接枝硅胶壳聚糖；
(5)称取0.1～1g乙二胺接枝硅胶壳聚糖和0.1～1g碳纳米管于烧杯，加入质量分数为1％～5％的稀醋酸溶液中，搅拌5～10min，使混合均匀；向改溶液中加入0.1～0.8g碳酸盐，搅拌至气泡均匀，静置10min；
(6)采用氢氧化钠溶液反复洗涤、抽滤至溶液pH值为中性时止；真空干燥，即得用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料。
以上所述步骤中的水是蒸馏水。
以上所述步骤中的水去离子水。
所述步骤(5)中的未纯化碳纳米管原始样品，其样品为化学气相沉积法、激光法或电弧法制备未纯化的碳纳米管原始样品。
所述步骤(5)中的未纯化碳纳米管原始样品为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。
所述步骤(5)中的碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸氢氨中任一种。
同现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料，具有生物兼容性好、吸附容量高、成本低等优点，且制备工艺简单。
具体实施方式
本发明实施方式主要提供用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料的制备工艺，为便于很好的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于此。
实施例一
将0.5mol/L醋酸100毫升加入壳聚糖5克，不断搅拌，过滤；在滤液中加入60目色谱体硅胶10克，搅拌20分钟，静置12小时后，搅拌均匀；壳聚糖—硅胶液通过真空低温干燥，温度0℃，加入含硫有机溶剂二甲基亚砜40毫升，超声波分散10分钟；向溶液中加入作为配体的乙二胺240mg、作为催化剂的质量分数为4％的NaOH溶液4.5ml，在氮气保护下于70℃搅拌反应10小时；称取1g乙二胺接枝硅胶壳聚糖和1g碳纳米管于烧杯，加入质量分数为5％的稀醋酸溶液中，搅拌10min，使混合均匀；向改溶液中加入0.8g碳酸盐，搅拌至气泡均匀，静置10min；采用氢氧化钠溶液反复洗涤、抽滤至溶液pH值为中性时止；真空干燥，即得用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料。
实施例二
将0.5mol/L醋酸100毫升加入壳聚糖5克，不断搅拌，过滤；在滤液中加入60目色谱体硅胶10克，搅拌20分钟，静置12小时后，搅拌均匀；壳聚糖—硅胶液通过真空低温干燥，温度0℃，加入含硫有机溶剂二甲基亚砜40毫升，超声波分散10分钟；向溶液中加入作为配体的乙二胺240mg、作为催化剂的质量分数为4％的NaOH溶液4.5ml，在氮气保护下于70℃搅拌反应10小时；称取0.1g乙二胺接枝硅胶壳聚糖和1g碳纳米管于烧杯，加入质量分数为1％％的稀醋酸溶液中，搅拌5min，使混合均匀；向改溶液中加入0.1g碳酸盐，搅拌至气泡均匀，静置10min；采用氢氧化钠溶液反复洗涤、抽滤至溶液pH值为中性时止；真空干燥，即得用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料。
同现有技术相比，本发明提供的用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料，具有生物兼容性好、吸附容量高、成本低等优点，且制备工艺简单。

Claims (7)

1.用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料，其特征在于：用硅胶对原料壳聚糖进行交联，再用乙二胺对其进行化学接枝，最后与碳纳米管进行复合，得到用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料。
2.用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将0.5～2.5mol/L醋酸100～500毫升加入壳聚糖5～40克，不断搅拌，过滤；
(2)在滤液中加入60～100目色谱体硅胶10～80克，搅拌20～40分钟，静置12～24小时后，搅拌均匀；
(3)壳聚糖—硅胶液通过真空低温干燥，温度0～15℃，加入含硫有机溶剂二甲基亚砜40～80毫升，超声波分散10～30分钟；
(4)向上述步骤(3)的溶液中加入作为配体的乙二胺240～260mg、作为催化剂的质量分数为4～6％的NaOH溶液4.5～5.5ml，在氮气保护下于70～90℃搅拌反应10～14小时，得乙二胺接枝硅胶壳聚糖；
(5)称取0.1～1g乙二胺接枝硅胶壳聚糖和0.1～1g碳纳米管于烧杯，加入质量分数为1％～5％的稀醋酸溶液中，搅拌5～10min，使混合均匀；向改溶液中加入0.1～0.8g碳酸盐，搅拌至气泡均匀，静置10min；
(6)采用氢氧化钠溶液反复洗涤、抽滤至溶液pH值为中性时止；真空干燥，即得用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料。
3.根据权利要求2所述的用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料的制备工艺，其特征在于：水是蒸馏水。
4.根据权利要求2所述的用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料的制备工艺，其特征在于：水是去离子水。
5.根据权利要求2所述的用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料的制备工艺，其特征在于：未纯化碳纳米管原始样品，其样品为化学气相沉积法、激光法或电弧法制备未纯化的碳纳米管原始样品。
6.根据权利要求2所述的用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料的制备工艺，其特征在于：未纯化碳纳米管原始样品为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。
7.根据权利要求2所述的用于处理印染废水的壳聚糖新型纳米新材料的制备工艺，其特征在于：碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸氢氨中任一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112811554A (zh) * 2021-01-20 2021-05-18 黄锋华 一种印染污水处理装置

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