CN113101905A - 使用苯乙烯丙烯共聚物纤维吸附去除废水中甲基橙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维(APS‑PP)吸附去除废水中甲基橙的方法。本发明所述的功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维制备方法简单，可控性强。使用本发明所制的APS‑PP纤维吸附去除废水中的甲基橙，其实验操作简便易行，对甲基橙的去除率高、吸附速率快。

Description

使用苯乙烯丙烯共聚物纤维吸附去除废水中甲基橙的方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，涉及一种使用功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维吸附去除废水中甲基橙的方法。
背景技术
甲基橙是印染废水中常见的污染物之一。该类废水具有色度深、难降解且成分复杂等特点，处理难度较大。吸附法操作简便，能耗和成本都较低，是处理有机废水的有效手段。开发用于处理含甲基橙印染废水的新型吸附材料是当今环保领域的热点课题。CN108404867B以木质素作为碳源，与Fe3O4结合制备得到碳磁性复合材料，用于吸附含甲基橙废水时易于分离，但吸附容量较低，材料的合成也较为复杂。Pournara等(ChemPlusChem，2017,82,1188-1196)以及专利CN106237990B都报道了金属有机骨架基复合材料在吸附甲基橙方面的应用，涉及改性的UiO-6和ZIF-8系列金属有机骨架材料，这类材料对甲基橙的吸附容量大，但材料的稳定性欠佳，成本也比较高，实用性较差。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种使用苯乙烯丙烯共聚物纤维吸附去除废水中甲基橙的方法。
除特殊说明外，本发明所采用的百分数均为重量百分数。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种使用功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维吸附去除废水中甲基橙的方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维的制备
将氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维分散到有机溶剂中，充分溶胀后加入适量的胺基化试剂，在60～100℃下加热反应4～10小时，反应结束后，纤维产物用洗涤剂充分洗涤，真空干燥，得到功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维，标记为APS-PP；
(2)吸附去除甲基橙
室温条件下，取APS-PP纤维加入到含甲基橙的废水溶液中，调节溶液pH，搅拌吸附，采用紫外吸收光谱仪测定甲基橙溶液浓度。
进一步，步骤(1)中所述有机溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；优选为N,N-二甲基甲酰胺。
进一步，步骤(1)中所述胺基化试剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺的一种或几种；优选为四乙烯五胺。
进一步，步骤(1)中所述胺基化试剂与氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维的质量配比为1～5:1；优选为3:1。
进一步，步骤(1)中所述反应温度优选为80℃。
进一步，步骤(1)中所述反应时间优选为8小时。
进一步，步骤(1)中所述洗涤剂为甲醇、乙醇、乙二醇或去离子水中的一种或几种；优选为乙醇和去离子水。
进一步，步骤(2)中所述溶液pH值为1～9；优选为2。
具体的说，一种使用功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维吸附去除废水中甲基橙的方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维的制备
将氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维分散到N,N-二甲基甲酰胺中，充分溶胀后加入四乙烯五胺，四乙烯五胺与氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维的质量配比为3:1，在80℃下加热反应8小时，反应结束后，纤维产物用乙醇和去离子水充分洗涤，于80℃下真空干燥，得到功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维，标记为APS-PP；
(2)吸附去除甲基橙
在25℃下，取50mg的APS-PP纤维，加入到50mL初始浓度为100μg/mL的甲基橙水溶液中，调节溶液pH为2，搅拌吸附1小时，采用紫外吸收光谱仪测定甲基橙溶液浓度，考察APS-PP纤维的对甲基橙的吸附性能。
有益效果：
本发明提供一种使用功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维(APS-PP)吸附去除废水中低浓度甲基橙的方法。上述APS-PP纤维通过氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维与胺基化试剂在温和条件下反应得到，该方法具备操作简单、去除率高、吸附速率快等优点。
相较于现有技术，本发明所述的功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维制备方法简单，可控性强。使用本发明所制的APS-PP纤维吸附去除废水中的甲基橙，其实验操作简便易行，对甲基橙的去除率高、吸附速率快。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。本发明所用原料及试剂均为市售产品。
实施例1
将2g氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维(桂林正翰科技开发有限责任公司)分散到N,N-二甲基甲酰胺之中，充分溶胀后加入6g乙二胺，在80℃下加热反应8小时。反应结束后，纤维产物依次用乙醇和去离子水充分洗涤，于80℃下真空干燥，得到胺基功能化的苯乙烯丙烯共聚物纤维，标记为APS-PP-1。
实施例2
操作步骤同实施例1，其区别在于用四乙烯五胺替代乙二胺，所得胺基功能化的苯乙烯丙烯共聚物纤维标记为APS-PP-2。
实施例3
在25℃下，取50mg的APS-PP-1纤维，加入到50mL初始浓度为100μg/mL的甲基橙水溶液中，调节溶液pH至2，搅拌吸附1小时。采用紫外吸收光谱仪测定甲基橙溶液浓度，测得甲基橙的去除率为87％。
实施例4
操作步骤同实施例3，其区别在于用APS-PP-2纤维替代APS-PP-1纤维，测得甲基橙的去除率为99％。
实施例5
操作步骤同实施例4，其区别在于改变甲基橙水溶液的初始浓度为200μg/mL，测得基橙的去除率为85％。
对比实施例3和实施例4，说明采用四乙烯五胺为胺基化试剂制得的功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维对甲基橙的吸附去除效果更佳；对比实施例4和实施例5，说明本发明提供的功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维更适用于低浓度甲基橙废水的处理。

Claims (10)

1.一种使用功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维吸附去除废水中甲基橙的方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维的制备
将氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维分散到有机溶剂中，充分溶胀后加入适量的胺基化试剂，在60～100℃下加热反应4～10小时，反应结束后，纤维产物用洗涤剂充分洗涤，真空干燥，得到功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维，标记为APS-PP；所述有机溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种组合；所述胺基化试剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺的一种或几种组合；所述洗涤剂为甲醇、乙醇、乙二醇或去离子水中的一种或几种组合；
(2)吸附去除甲基橙
室温条件下，取APS-PP纤维加入到含甲基橙的废水溶液中，调节溶液pH为1～9，搅拌吸附，采用紫外吸收光谱仪测定甲基橙溶液浓度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述胺基化试剂与氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维的质量配比为1～5:1。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述胺基化试剂与氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维的质量配比为3:1。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：胺基化试剂为四乙烯五胺。
6.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中反应温度为80℃。
7.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中反应时间为8小时。
8.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述洗涤剂为乙醇和去离子水。
9.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述溶液pH值为2。
10.一种使用功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维吸附去除废水中甲基橙的方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维的制备
将氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维分散到N,N-二甲基甲酰胺中，充分溶胀后加入四乙烯五胺，四乙烯五胺与氯甲基化苯乙烯丙烯共聚物纤维的质量配比为3:1，在80℃下加热反应8小时，反应结束后，纤维产物用乙醇和去离子水充分洗涤，于80℃下真空干燥，得到功能化苯乙烯丙烯共聚物纤维，标记为APS-PP；
(2)吸附去除甲基橙
在25℃下，取50mg的APS-PP纤维，加入到50mL初始浓度为100μg/mL的甲基橙水溶液中，调节溶液pH为2，搅拌吸附1小时，采用紫外吸收光谱仪测定甲基橙溶液浓度，考察APS-PP纤维的对甲基橙的吸附性能。
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