CN111875128A - 一种染料偏光片废液的脱色处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种染料偏光片废液的脱色处理方法，在紫外光或阳光照射下，将染料偏光片废液的pH值调节至5～9，利用亚硫酸根离子、铵根离子和硝酸根离子共存体系对染料进行脱色处理，脱色效率高、时间短、所用脱色试剂来源广、价格低廉、反应条件温和、操作简单和成本低等特点。
Description
技术领域
本发明属于偏光片技术领域，具体涉及一种染料偏光片废液的脱色处理方法。
背景技术
偏光片按照偏光因子可分为碘系偏光片、染料偏光片和金属偏光片。目前，市场上大量应用碘系偏光片和染料偏光片，尤其碘系偏光片在LCD上的应用给人们带来了丰富多彩的世界。随着时代的发展，应用领域的变化和不同，对偏光片的要求越来越高，如高温高湿环境、超低温环境等，碘系偏光片在这样的环境中使用容易变色、失偏，无法满足客户需求，染料偏光片应运而生。
虽然染料偏光片可以满足这些苛刻的使用要求，满足人们对时尚色彩的追求，但是，生产染料偏光片过程中带来的废液中的染料不仅有毒，而且很难生物降解，对物理化学处理方法耐受性非常强，特别是水中的颜色很难去除。与其他污染物相比，水中只要含有微量的染料，颜色就会很清晰地显现出来，严重影响水质。此前，我们用PAM、硫酸亚铁、氢氧化钠进行絮凝、沉淀、过滤等步骤处理，结果发现处理后的溶液颜色不够透明、且过夜后会返色，还会产生污泥。
因此，寻找一种快速处理废液中的染料并使其脱色的方法尤为重要。目前，传统的脱色方法有活性炭吸附法、絮凝-过滤法、化学沉淀法、膜过滤法等。近些年来，一些新的方法，如氧化法，也被用来让染料废液脱色，但是这些方法脱色效果并不理想，而且会造成二次污染。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种染料偏光片废液的脱色处理方法，在紫外光或阳光照射下，利用亚硫酸根离子、铵根离子和硝酸根离子共存体系对染料进行脱色处理，脱色效率高、时间短、所用脱色试剂来源广、价格低廉、反应条件温和、操作简单和成本低等特点。
本发明的技术方案如下：将染料偏光片废液的pH值调节至5～9，向其中加入水溶性的亚硫酸盐、铵盐和硝酸盐，再于紫外光或者阳光下照射进行脱色处理。
本发明提及的染料偏光片废液中可以包含染料，例如，直接冻黄g。
本发明的发明人通过不断地试验发现，在紫外光或阳光照射下，亚硫酸根离子、铵根离子和硝酸根离子共存体系，对染料偏光片废液具有很强的脱色能力，几乎可以把生产染料偏光片过程中产生的废液中的染料脱色成无色。
对于本发明而言，水溶性的亚硫酸盐可以选择现有技术中适用于本发明的亚硫酸盐，可以但不局限于亚硫酸钠、亚硫酸钾或其混合物，例如，亚硫酸钠。
在一种优选方案中，水溶性的亚硫酸盐与染料偏光片废液的重量体积比为0.001～0.1g/ml，进一步优选为0.005～0.05g/ml，例如，0.005g/ml。
对于铵盐，也可以选择市场上常用的铵盐，可以但不局限于氯化铵、溴化铵、硫酸铵或草酸铵中的一种或几种，例如，氯化铵。
在一种优选方案中，铵盐与染料偏光片废液的重量体积比为0.001～0.1g/ml，进一步优选为0.002～0.02g/ml，例如，0.002g/ml。
对于硝酸盐，也可以根据实际的需要进行选择，例如，可以为硝酸钠、硝酸钾、硝酸铝或硝酸铁中的一种或几种，例如，硝酸钾。
在一种优选方案中，硝酸盐与染料偏光片废液的重量体积比为0.001～0.1g/ml，优选为0.004～0.04g/ml，例如，0.004g/ml。
在一种更优选方案中，在紫外光或阳光照射下，亚硫酸根离子、铵根离子和硝酸根离子共存体系中，亚硫酸钠与染料偏光片废液的重量体积比为0.005g/ml；氯化铵与染料偏光片废液的重量体积比为0.002g/ml；硝酸钾与染料偏光片废液的重量体积比为0.004g/ml。
本发明在紫外光或阳光照射下，利用亚硫酸根离子、铵根离子和硝酸根离子共存体系对染料进行脱色处理时，对待处理的染料偏光片废液的pH需要严格控制，pH值过高或者过低都无法有效的对染料进行脱色，脱色效率低。本发明可以采用现有技术中常规的技术手段对染料偏光片废液的pH进行调整，例如，采用酸或碱将染料偏光片废液的pH值调节至5～9，其中，酸可以为盐酸或硫酸；碱可以为氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明采用分光光度计测量废液在光照前吸光度(A0)和光照后的吸光度(A1)，然后算出脱色率η＝(A0-A1)/A0×100％，根据脱色率，判断脱色效果。
紫外光或者阳光下照射对染料偏光片废液进行脱色处理时，采用紫外光照射时，特征波长不大于380nm，优选为365nm。
进一步地，辐射的强度为50～300μw/cm2，优选为78～234μw/cm2。
进一步地，照射的时间为1～6小时，优选为2～4小时。
在一种方案中，采用阳光照射时，照射的时间为0.5～2小时，优选为0.5～1小时。
紫外光或阳光照射下染料偏光片废液中水合电子eaq -产生过程如下：
NO3 -+hv＝·NO3 -+eaq -
SO3 2-+hv＝·SO3 -+eaq -
·SO3 -+O2＝·SO5 -
·SO5 -+·SO3 -＝SO4 2-+·SO4 -
直接冻黄g的脱色效率与水合电子的浓度有着密切关系，而水合电子的浓度与紫外光的强度又有着很大关系，例如，在紫外光的辐射的强度为50～300μw/cm2时，当紫外光强度高时，其能量愈高，能量愈高就越容易将硝酸根离子和亚硫酸根离子激发生成水合电子，水合电子与直接冻黄g的发色基团(-N＝N-)反应，对发色基团进行破坏从而脱色，具体如下所示。
NH4 ++2H2O＝NH4OH+H3O+
eaq -+H3O+＝·H++H2O
-N＝N-+eaq -+2·H+＝-HN-NH-
需要说明的是，·NO3 -，·SO3 -，·SO5 -，·SO4 -，·H+均为脱色反应产生的自由基中间体。
采用本发明的技术方案，优势如下:
本发明在紫外光或阳光照射下，将染料偏光片废液的pH值调节至5～9，利用亚硫酸根离子、铵根离子和硝酸根离子共存体系对染料进行脱色处理，脱色效率高、时间短、所用脱色试剂来源广、价格低廉、反应条件温和、操作简单和成本低等特点。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明的脱色处理方法作进一步的说明，但这些实施例不对本发明构成任何限制。
实施例1：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵为0.54g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放一只20W的紫外灯作为紫外光源，特征波长为365nm，辐射强度为78μw/cm2。
实施例2：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵为0.54g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，将盛放废液的锥形瓶中放置太阳下直晒。
实施例3：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为8-9，废液中直接冻黄g浓度为88mg/L，向其中加入亚硫酸钠为12.6g，氯化铵为5.4g，硝酸钾为10.1g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，将盛放废液的锥形瓶中放置太阳下直晒。
实施例4：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵为0.54g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放一只6W的紫外灯作为紫外光源，特征波长为365nm，辐射强度为18μw/cm2。
实施例5：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵为0.54g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放三只20W的紫外灯作为光源，辐射强度为234μw/cm2。
对比例1：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，用盐酸调节pH值为4，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵为0.54g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放一只20W的紫外灯作为紫外光源，特征波长为365nm，辐射强度为78μw/cm2。
对比例2：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，用氢氧化钠调节pH值为10，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵为0.54g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放一只20W的紫外灯作为紫外光源，特征波长为365nm，辐射强度为78μw/cm2。
对比例3：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放一只20W的紫外灯作为紫外光源，特征波长为365nm，辐射强度为78μw/cm2。
对比例4：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵0.54g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于室内无紫外光处放置。
对比例5：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵0.54g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放一只20W的紫外灯作为紫外光源，特征波长为365nm，辐射强度为78μw/cm2。
对比例6：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入硝酸钾为1.01g，氯化铵0.54g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放一只20W的紫外灯作为紫外光源，特征波长为365nm，辐射强度为78μw/cm2。
对比例7：
一种染料偏光片废液脱色处理方法，包括以下步骤：
(1)取生产染料偏光片过程中产生的废液250mL，测定其pH值为5-6，废液中直接冻黄g浓度为8mg/L，向其中加入亚硫酸钠为1.26g，氯化铵为0.54g，硝酸钾为1.01g。
(2)将步骤(1)所得的废液放入锥形瓶中，于锥形瓶侧面10cm处立放一只20W的日光灯作为光源。
为了进一步说明本发明方法的效果，针对实施例和对比例的结果进行了检验。利用723N可见分光光度计分别测量了溶液在光照前吸光度(A0)和光照后的吸光度(A1)，然后根据公式η＝(A0-A1)/A0×100％算出脱色率。
对于实施例1，光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度(A1)为0.009A，算得脱色率为95.5％。
对于实施例2，光照1h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度(A1)为0.008A，算得脱色率为96.01％。
对于实施例3，光照2h，测得光照前吸光度(A0)为2.752A，光照后的吸光度(A1)为0.143A，算得脱色率为94.8％。
对于实施例4，光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度光照后的吸光度(A1)为0.068A，算得脱色率为66.17％。
对于实施例5，光照1h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度光照后的吸光度(A1)为0.004A，算得脱色率为98.01％。
对于对比例1，光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度(A1)为0.188A，算得脱色率为6.4％。
对于对比例2，，光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度(A1)为0.189A，算得脱色率为5.9％。
对于对比例3，光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度(A1)为0.2A，算得脱色率为0.49％。
对于对比例4，光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度(A1)为0.201A，算得脱色率为0％，继续放置3天后测其吸光度(A2)为0.201A，算得脱色率为0％。
对于对比例5：光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度(A1)为0.113A，算得脱色率为43.78％。
对于对比例6：光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度(A1)为0.095A，算得脱色率为52.74％。
对于对比例7，光照2h，测得光照前吸光度(A0)为0.201A，光照后的吸光度光照后的吸光度(A1)为0.201A，算得脱色率为0％。
本发明实施例和对比例的实验结果如下表所示。
通过实施例1、实施例2、实施例3及对比例1和对比例2的结果对比，得出：当体系pH值范围在5-9才有很好的脱色效果；通过实施例1和实施例5的结果对比，得出：紫外光的强度大小可以决定脱色时间的长短和效果；通过实施例1和对比例3结果对比，得出：不添加铵根离子几乎无脱色效果，因为只有铵根离子存在时才会与水合电子产生氢自由基，使染料脱色；通过实施例1与对比例5和对比例6的结果对比，得出：不添加亚硫酸根离子或者硝酸根离子时，脱色效果较差；通过实施例1与对比例4和对比例7的结果对比，得出：没有紫外光的条件下根本无法脱色，仅仅使用日光灯的条件下也根本无法脱色，可见紫外光具有至关重要的催化作用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可能对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，它包括以下步骤：将染料偏光片废液的pH值调节至5～9，向其中加入水溶性的亚硫酸盐、铵盐和硝酸盐，再于紫外光或者阳光下照射进行脱色处理。
2.根据权利要求1所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，所述水溶性的亚硫酸盐与所述染料偏光片废液的重量体积比为0.001～0.1g/ml，优选为0.005～0.05％g/ml，特别优选为0.005g/ml。
3.根据权利要求1所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，所述铵盐与所述染料偏光片废液的重量体积比为0.001～0.1g/ml，优选为0.002～0.02g/ml，特别优选为0.002g/ml。
4.根据权利要求1所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，所述硝酸盐与所述染料偏光片废液的重量体积比为0.001～0.1g/ml，优选为0.004～0.04g/ml，特别优选为0.004g/ml。
5.根据权利要求1所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，所述染料偏光片废液中包含直接冻黄g。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，所述水溶性的亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾或其混合物。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，所述铵盐为氯化铵、溴化铵、硫酸铵或草酸铵中的一种或几种。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，所述硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸铝或硝酸铁中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，采用紫外光照射时，特征波长不大于380nm，优选为365nm；辐射的强度为50～300μw/cm2，优选为78～234μw/cm2；照射的时间为1～6小时，优选为2～4小时；采用阳光照射时，照射的时间为0.5～2小时，优选为0.5～1小时。
10.根据权利要求1所述的染料偏光片废液的脱色处理方法，其特征在于，采用酸或碱将染料偏光片废液的pH值调节至5～9，优选地，酸为盐酸或硫酸；碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
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