CN111363154A - 一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法、应用及脱色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法、应用及脱色方法,属于微球制备领域。它解决了目前还没有将微米材料运用于染料废水处理领域的问题,一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:SO1:将六氯环三磷腈和含氨基的有机单体用有机溶剂溶解;SO2:超声反应,将得到乳浊液进行离心沉淀,过滤,洗涤;SO3:真空干燥得含有氨基的聚磷腈微球;步骤S01和步骤S02均在氮气保护下进行。本发明制备得到的含有氨基的聚磷腈微球可以对蓝色染料进行脱色。
Description
技术领域
本发明属于微球制备领域,特别涉及一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法、应用及脱色方法。
背景技术
随着印染工业的发展,含染料的废水被排放到水体中。人们已经研发出各种方法来处理染料废水,主要包括吸附法、化学氧化法、薄膜分离法、生物降解法等,而吸附法凭借其本身低成本、工艺简单,在染料废水的处理中起着至关重要的作用。微米材料具有特殊的结构和性能,是一种重要的功能材料,在众多领域表现出其巨大的应用前景和价值。
目前还没有将微米材料运用于染料废水处理领域。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有技术中存在的上述问题,提供了一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法;本发明的第二个目的是提供一种采用上述制备方法制备得到的含有氨基的聚磷腈微球的应用;本发明的第三个目的是提供一种对蓝色染料进行脱色的脱色方法。
本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现:一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
SO1:将六氯环三磷腈和含氨基的有机单体用有机溶剂溶解;
SO2:超声反应,将得到乳浊液进行离心沉淀,过滤,洗涤;
SO3:真空干燥得含有氨基的聚磷腈微球;
步骤S01和步骤S02均在氮气保护下进行。
优选地,所述的含氨基的有机单体为乙醇胺、2-氨基-4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪、三聚氰胺中的一种。
优选地,步骤S01中,将六氯环三磷腈和含氨基的有机单体用有机溶剂溶解后,再加入脱酸剂。
优选地,所述的脱酸剂为三乙胺和/或吡啶。
优选地,步骤S02中,超声反应在25-70℃水浴中进行,超声8-11小时,在磁力搅拌8-11小时。
优选地,步骤S02中,过滤得到的固体产物,用乙醇和水进行多次交替洗涤。
优选地,步骤S03中,在60℃下,真空干燥24小时。
本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现:一种采用上述制备方法制备得到的含有氨基的聚磷腈微球在蓝色染料脱色中的应用。
本发明的第三个目的可通过下列技术方案来实现:一种对蓝色染料进行脱色的脱色方法,其特征在于,往蓝色染料中加入上述制备方法制备得到的含有氨基的聚磷腈微球,震荡脱色。
优选地,脱色在pH为11-13的调节条件下进行,脱色时间为6-8小时。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1.本发明利用六氯环三磷腈(HCCP)、含氨基官能团的有机单体为原料合成高交联的聚磷腈微球,该微球含有大量带负电子云的N,P和S原子及其微球具有高度交联结构,且具有特殊的有机-无机杂化的分子结构,它既具有无机材料的化学稳定性,热稳定性和分子结构稳定性,又以具有机聚合材料的分子表面的结构和性质可调等优点。
2.本发明采用高交联的聚磷腈微球对含蓝色染料废水进行脱色处理,吸附脱色处理效果好。
3.本发明含有氨基的聚磷腈微球的制备在氮气的保护下进行,且干燥时真空干燥,是为了防止生成的产物被氧化。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
脱色剂的制备
分别称取适量的聚磷腈和含氨基的化合物加入到圆底烧瓶中,用溶剂溶解,微微摇动烧瓶使固体溶解,在一定温度下超声反应,将得到的乳浊液进行离心沉淀,过滤并用乙醇和水进行多次洗涤,然后真空干燥相中干燥24h后得白色固体。整个反应过程是在氮气保护下进行的。
微球的脱色
取已知的染料溶液(pH:1-14,10-100mg/L)于含有一定量脱色剂的烧瓶中,在超声水浴中超声分散均匀。在室温震荡一段时间,将溶液离心后取上层清液,测定染料的浓度,试验三次并取平均值,最后计算其脱色容量。
实施例1
分别称取1.78g六氯环三磷腈(HCCP)和7.62g乙醇胺加入到500mL的圆底烧瓶中,再加入200mL乙腈,然后迅速加入20mL的脱酸剂三乙胺。把反应体系放到室温(25℃)水浴中,在氮气保护下超声6小时,再室温磁力搅拌8小时,重复操作2次。将得到的乳浊液离心分离并用乙醇和水进行多次交替洗涤,在60℃的真空干燥相中干燥24h后得白色固体。
量取15 mL的50mg/L甲基蓝溶液,向其中加入7 mg的脱色剂,室温下,将上述混合体系放入振荡器中震荡6 h,然后对脱色后的溶液进行离心分离,取上层清液测定脱色后溶液的亚甲基蓝的浓度,计算得在pH为11时脱色剂的脱色量最大,可以达到为107.6 mg/g(每1g脱色剂可以脱色107.6mg的甲基蓝)。
实施例2
分别称取1.35g六氯环三磷腈(HCCP)和5.47g 2-氨基-4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪加入到500 ml的圆底烧瓶中,再加入200 mL乙腈,缓慢摇动烧瓶使固体溶解,然后迅速加入15mL的三乙胺。将反应体系置于50℃的超声水浴中,超声10小时,然后磁力搅拌10小时。将得到的混合液离心沉淀后并用乙醇和水对沉淀进行多次洗涤,在60℃的真空干燥箱中干燥24h后得白色固体微球。
将微球脱色剂用于含有靛蓝溶液的处理。用容量瓶配置不同浓度的靛蓝溶液,调节溶液的pH为13,量取15 mL的靛蓝溶液,向其中加入7mg的微球,将上述混合体系放入振荡器中室温震荡6 h,然后对脱色后溶液进行离心,取上层清液测定靛蓝的浓度,计算得靛蓝溶液在浓度为60mg/L时,脱色剂对其的脱色效果最好,脱色量可以达到为87.9 mg/g。
将微球脱色剂用于含有甲基蓝溶液的处理。用容量瓶配置不同浓度的甲基蓝溶液, 调节溶液的pH为12,量取15 mL的靛蓝溶液,向其中加入7mg的微球,将上述混合体系放入振荡器中室温震荡8 h,然后对脱色后溶液进行离心,取上层清液测定靛蓝的浓度,计算得甲基蓝溶液在浓度为70mg/L时,脱色剂对其的脱色效果最好,脱色量可以达到为93.7mg/g。
实施例3
分别称取1.72g六氯环三磷腈(HCCP)和6.33g三聚氰胺加入到500 ml的圆底烧瓶中,再加入250 mL乙腈,微微摇动烧瓶使固体溶解,然后迅速加入12mL的吡啶作为脱酸剂。把反应体系放到在70℃的超声水浴中,超声11小时,将得到的混合液离心沉淀后并用乙醇和水对沉淀进行多次洗涤,在60℃的真空干燥箱中干燥24h后得白色固体微球。
将脱色剂用于处理亚甲基蓝溶液。用容量瓶配置浓度为40 mg/L的亚甲基蓝溶液,并用1 mol/L的NaOH和1 mol/L的HNO3调节亚甲基蓝溶液的pH为13,量取10 mL的40 mg/L亚甲基蓝溶液,向其中加入4 mg的脱色剂,在室温下,将上述混合体系放入振荡器中震荡6 h,然后对脱色后溶液进行离心分离,取上层清液测定亚甲基蓝的浓度。脱色量为114.7 mg/g。
将脱色剂用于天然靛蓝溶液的处理。用容量瓶配置浓度为65 mg/L的亚甲基蓝溶液,并用1mol/L的NaOH和1 mol/L的HNO3调节靛蓝溶液的pH为12,量取15 mL的浓度为65mg/L靛蓝溶液,向其中加入6mg的微球脱色剂,在室温下,将上述混合体系放入振荡器中震荡8h,然后对脱色后溶液进行离心分离,取上层清液测定靛蓝的浓度。脱色量为97.5mg/g。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
SO1:将六氯环三磷腈和含氨基的有机单体用有机溶剂溶解;
SO2:超声反应,将得到乳浊液进行离心沉淀,过滤,洗涤;
SO3:真空干燥得含有氨基的聚磷腈微球;
步骤S01和步骤S02均在氮气保护下进行。
2.根据权利要求1所述的一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,所述的含氨基的有机单体为乙醇胺、2-氨基-4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪、三聚氰胺中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,步骤S01中,将六氯环三磷腈和含氨基的有机单体用有机溶剂溶解后,再加入脱酸剂。
4.根据权利要求3所述的一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,所述的脱酸剂为三乙胺和/或吡啶。
5.根据权利要求1所述的一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,步骤S02中,超声反应在25-70℃水浴中进行,超声8-11小时,在磁力搅拌8-11小时。
6.根据权利要求1所述的一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,步骤S02中,过滤得到的固体产物,用乙醇和水进行多次交替洗涤。
7.根据权利要求1所述的一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法,其特征在于,步骤S03中,在60℃下,真空干燥24小时。
8.一种采用如权利要求1-7任意一项所述的一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法制备得到的含有氨基的聚磷腈微球在蓝色染料脱色中的应用。
9.一种对蓝色染料进行脱色的脱色方法,其特征在于,往蓝色染料中加入如权利要求1-7任意一项所述的一种含有氨基的聚磷腈微球的制备方法制备得到的含有氨基的聚磷腈微球,震荡脱色。
10.根据权利要求9所述的一种对蓝色染料进行脱色的脱色方法,其特征在于,脱色在pH为11-13的调节条件下进行,脱色时间为6-8小时。
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