CN113976135B - 一种含铬废水处理方法、含铬催化剂及制备方法、应用 - Google Patents

一种含铬废水处理方法、含铬催化剂及制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种含铬废水处理方法，包括如下步骤：将微米级活性炭加入到搅拌状态的含铬废水中；向步骤一获得溶液中加入多聚磷酸钠，搅拌；向步骤二获得溶液中加入氯化钙，搅拌；固液分离，得到包含铬离子及其他金属离子的固体物质。本发明还提供了一种含铬催化剂及其制备方法、应用。本发明还提供了一种反应装置。本发明对不同浓度、不同来源的含铬废水均具有优异的处理效果，分离后的包含铬离子及其他金属离子的固体物质与氧化铝、氧化镁、氧化铁多种氧化物进行混合，制备成稳定性极高的复合金属氧化物型的催化剂，该催化剂对糖类具有优异的转化效率，还具有优异的机械强度。

Description

一种含铬废水处理方法、含铬催化剂及制备方法、应用
技术领域
本发明涉及废弃物处理与再利用技术领域，特别涉及一种含铬废水处理方法、含铬催化剂、含铬催化剂制备方法及含铬催化剂应用。
背景技术
随着电子、电池等行业发展，电子器件、电池等设备产量逐年递增，而电镀废水也是随着和这些该行业发展产生的，一般为镀件清洗水、废电镀液和其它废水等。电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。因此电镀废水的处理一直是研究关注的重点领域，特别是电镀废水中重金属的回收及再利用问题，是影响废水处理过程的重要因素，也是本领域研究的热点和难点问题。
对电镀废水中重金属离子的处理，一方面是重金属离子的高效分离，使重金属离子的含量在废水控制在合格标准之下，并一方面是分离后的重金属如何合理处理，避免造成泄漏而引起二次污染。同时某些重金属离子也具有重要的利用价值，如铬、镍、铜、锌、金、银等重金属离子，部分是可做催化剂的重要原料，部分具有重要的商业价值。因此对废水中的重金属离子在合乎规范处理的条件下，实现对重金属离子的二次利用，同时避免其二次污染，是本领域发展的重要方向。当前电镀废水的典型处理方式是物理法，虽然分支方法较多，但可以做到整体达标的并不多。电镀废水的处理还包括气浮法、离子交换法、电解法、萃取法等，电镀废水处理设备由调节池、加药箱、还原池、中和反应池、pH调节池、絮凝池、斜管沉淀池、厢式压滤机、清水池、气浮反应，活性炭过滤器等组成。
5-羟甲基糠醛(5-HMF)是由葡萄糖或果糖等脱水生成，分子中含有一个呋喃环，一个醛基和一个羟甲基，其化学性质比较活泼，可以通过氧化、氢化和缩合等反应制备多种衍生物，是重要的精细化工原料。通常在制备5-HMF的过程中，需要利用含铬的催化剂来催化酶解糖类。含铬的电镀废水较为常见，因此将电镀废水中的铬从废水中分离，而后制备成催化剂，并固定在催化剂中，不仅可以用于将葡萄糖、果糖等转化为重要的精细化工原料5-HMF，实现其工业价值，更可以避免铬离子再次泄露而造成二次污染，实现对含铬离子的电镀废水的合理化利用。
如何对含铬废水进行有效的处理与再利用，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出一种含铬废水处理方法、含铬催化剂及制备方法、应用，解决了现有技术中含铬废水处理及分离后含铬废水中含铬等金属离子处理方面的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种含铬废水处理方法，包括如下步骤：
步骤一，将微米级活性炭加入到搅拌状态的含铬废水中；
步骤二，向步骤一获得溶液中加入多聚磷酸钠，搅拌；
步骤三，向步骤二获得溶液中加入氯化钙，搅拌；
步骤四，固液分离，得到包含铬离子及其他金属离子的固体物质。
可选地，所述活性炭为椰壳活性炭。
可选地，所述活性炭的粒径为50～100um，活性炭的加入量为含铬废水含盐量的1/12～1/8。
可选地，所述活性炭的粒径为75um，活性炭的加入量为含铬废水含盐量的1/10。
可选地，单位时间内所述多聚磷酸钠的加入量为单位时间内含铬废水处理量的0.3％～0.7％。
可选地，单位时间内所述多聚磷酸钠的加入量为单位时间内含铬废水处理量的0.5％。
可选地，所述氯化钙与多聚磷酸钠的质量比为1:1.2～1.2:1。
可选地，所述氯化钙与多聚磷酸钠的质量比为1:1。
可选地，所述步骤一和所述步骤二中，搅拌转速均为100～150rpm，搅拌时间均为10～15min。
可选地，所述步骤四中，固液分离的离心转速不低于3000rpm。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种含铬催化剂的制备方法。
在一个实施例中，所述含铬催化剂的制备方法，包括如下步骤：
将上述包含铬离子及其他金属离子的固体物质与氧化物混合粉末按照质量比1:10～1:15混合，压片成型后烘干，煅烧，冷却至室温后，得含铬催化剂，其中，包含铬离子及其他金属离子的固体物质含水量不超过5％。
可选地，所述包含铬离子及其他金属离子的固体物质与氧化物混合粉末质量比为1:12。
可选地，所述混合氧化物粉末包括氧化铝、氧化镁、氧化铁，氧化铝、氧化镁、氧化铁的质量比为20～22:10～11:1～1.5。
可选地，所述混合氧化物粉末包括氧化铝、氧化镁、氧化铁，氧化铝、氧化镁、氧化铁的质量比为20:10:1。
可选地，所述煅烧温度为800～1000℃，煅烧时间为1.5～2.5h。
可选地，所述煅烧过程中升温速率不高于5℃/min。
可选地，所述煅烧过程中升温速率为3℃/min。
可选地，所述煅烧温度为900℃。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种利用上述方法制备的含铬催化剂。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种上述含铬催化剂的应用。
在一个实施例中，所述含铬催化剂应用于催化糖类转化为5-羟甲基糠醛。
在一个实施例中，所述含铬催化剂应用于催化糖类转化为5-羟甲基糠醛，包括如下步骤：
将含铬催化剂填充在密闭的反应器内，加入糖类溶液，加入浓硫酸，在120～140℃反应3～6h后，停止加热，冷却至室温后，其中，含铬催化剂加入量不低于糖类溶液质量的1％，浓硫酸加入量为糖类溶液质量的1％。
可选地，所述糖类溶液浓度为5％～10％。
可选地，反应温度为135℃，反应时间为4h。
可选地，所述含铬催化剂为球状颗粒。
可选地，所述催化糖类转化为5-羟甲基糠醛，还包括5-羟甲基糠醛收率计算的步骤，所述5-羟甲基糠醛收率计算的步骤为：
将冷却后的溶液先进行沉淀，而后采用0.45um膜过滤，采用液相色谱法对反应液中的5-HMF进行含量分析，而后根据初始糖类物质的加入量计算收率。
根据本发明实施例的第五方面，提供了一种上述含铬催化剂的应用所采用的反应装置。
在一个实施例中，反应装置，包括反应器和搅拌装置，反应器内的底部为含铬催化剂层，反应器外包一控温装置，反应器顶部设有密封盖，搅拌装置贯穿密封盖伸入反应器内部，密封盖上设有压力表，反应器底部设有外排口，反应器中下部的一侧设有取样口。
可选地，所述搅拌装置包括搅拌桨，在搅拌过程中，应确保所述搅拌桨不会触碰到含铬催化剂层，避免搅拌桨破坏含铬催化剂。
可选地，所述反应器顶部设有温度传感器，所述温度传感器测量点位于反应器中部。
可选地，所述反应器的内衬为聚四氟。
可选地，所述控温装置的最高加热温度为150℃。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述含铬废水处理方法，包括先后采用微米级活性炭粉末、多聚磷酸钠、氯化钙等药剂对含铬废水进行重金属分离，分离的重金属不止包括铬离子，同时包括含铬废水中其它所有的重金属离子，并使得含铬废水达到排放标准，其中多聚磷酸钠的作用是和氯化钙反应，形成沉淀，多聚磷酸钠也会和其它高价金属离子反应，加入氯化钙之后，会沉降的更加彻底，不使废水中残留其它金属离子。而后将分离后的包含铬离子及其他金属离子的固体物质与氧化铝、氧化镁、氧化铁多种氧化物进行混合，经过成型、煅烧等过程，制备成稳定性极高的复合金属氧化物型的催化剂，该催化剂稳定性极高，可耐强酸强碱等极端反应条件，在保持较高催化效率的同时，可有效避免重金属离子的再次泄露，催化剂也不易失活，不会引起二次污染。本发明对不同浓度、不同来源的含铬废水均具有优异的处理效果，使用范围广泛，同时制备的催化剂不受废水来源的限制。因此，本工艺可以满足含铬废水的处理以及重金属再利用的要求。
2、本发明催化糖类转化为5-HMF的含铬催化剂，对葡萄糖、果糖等单糖，蔗糖、麦芽糖等二糖均具有优异的转化效率，同时对淀粉、纤维素等多糖也具有一定可观的转化效率。还具有优异的机械强度和稳定性，可满足不同高度、不同尺寸的反应器内填装的要求，在使用过程中不发生形变或破碎等问题，因此可满足含铬废水的处理以及再利用等要求。
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是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的附图。
图1为本发明根据一示例性实施例示出的反应装置的结构示意图；
附图标记：
1、反应器，2、控温装置，3、搅拌装置，4、外排口，5、取样口，6、催化剂层，7、压力表，8、密封盖。
具体实施方式
为使本领域具有普通知识的人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及申请专利范围中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，皆具有本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
在本文中，用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其他任何类似用语均属于开放性连接词(open-ended transitional phrase)，其意欲涵盖非排他性的包括物。举例而言，含有复数要素的一组合物或制品并不仅限于本文所列出的这些要素而已，而是还可包括未明确列出但却是该组合物或制品通常固有的其他要素。除此之外，除非有相反的明确说明，否则用语“或”是指涵盖性的“或”，而不是指排他性的“或”。例如，以下任何一种情况均满足条件“A或B”：A为真(或存在)且B为伪(或不存在)、A为伪(或不存在)且B为真(或存在)、A和B均为真(或存在)。此外，在本文中，用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”的解读应视为已具体公开并同时涵盖“由…所组成”及“实质上由…所组成”等封闭式或半封闭式连接词。
在本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征或条件仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值，特别是整数数值。举例而言，“1至8”的范围描述应视为已经具体公开如1至7、2至8、2至6、3至6、4至8、3至8等等所有次级范围，特别是由所有整数数值所界定的次级范围，且应视为已经具体公开范围内如1、2、3、4、5、6、7、8等个别数值。除非另有指明，否则前述解释方法适用于本发明全文的所有内容，不论范围广泛与否。
若数量或其他数值或参数是以范围、较佳范围或一系列上限与下限表示，则其应理解成是本文已特定公开了由任一对该范围的上限或较佳值与该范围的下限或较佳值构成的所有范围，不论这些范围是否有分别公开。此外，本文中若提到数值的范围时，除非另有说明，否则该范围应包括其端点以及范围内的所有整数与分数。
在本文中，在可实现发明目的的前提下，数值应理解成具有该数值有效位数的精确度。举例来说，数字40.0则应理解成涵盖从39.50至40.49的范围。在本文中，对于使用马库什群组(Markush group)或选项式用语以描述本发明特征或实例的情形，本领域技术人员应了解马库什群组或选项列表内所有要素的次级群组或任何个别要素亦可用于描述本发明。举例而言，若X描述成“选自于由X1、X2及X3所组成的群组”，亦表示已经完全描述出X为X1的主张与X为X1及/或X2的主张。再者，对于使用马库什群组或选项式用语以描述本发明的特征或实例的情况，本领域技术人员应了解马库什群组或选项列表内所有要素的次级群组或个别要素的任何组合亦可用于描述本发明。据此，举例而言，若X描述成“选自于由X1、X2及X3所组成的群组”，且Y描述成“选自于由Y1、Y2及Y3所组成的群组”，则表示已经完全描述出X为X1或X2或X3而Y为Y1或Y2或Y3的主张。
以下具体实施方式本质上仅是例示性，且并不欲限制本发明及其用途。此外，本文并不受前述现有技术或发明内容或以下具体实施方式或实施例中所描述的任何理论的限制。
实施例1
一种含铬废水处理方法，包括如下步骤：
步骤一，将粒径为50～100um的活性炭加入到搅拌状态的含铬废水中，所述活性炭为椰壳活性炭，活性炭的加入量为含铬废水含盐量的1/12～1/8；
步骤二，向步骤一获得溶液中加入多聚磷酸钠，搅拌，搅拌转速为100～150rpm，搅拌时间为10～15min，其中，单位时间内所述多聚磷酸钠的加入量为单位时间内含铬废水处理量的0.3％～0.7％；
步骤三，向步骤二获得溶液中加入氯化钙，搅拌，搅拌转速为100～150rpm，搅拌时间为10～15min，其中，所述氯化钙与多聚磷酸钠的质量比为1:1.2～1.2:1；
步骤四，固液分离，得到包含铬离子及其他金属离子的固体物质，其中，固液分离的离心转速不低于3000rpm。
可选地，所述活性炭的粒径为75um，活性炭的加入量为含铬废水含盐量的1/10。
可选地，单位时间内所述多聚磷酸钠的加入量为单位时间内含铬废水处理量的0.5％。
可选地，所述氯化钙与多聚磷酸钠的质量比为1:1。
实施例2
所述含铬催化剂的制备方法，包括如下步骤：
将上述包含铬离子及其他金属离子的固体物质与氧化物混合粉末按照质量比1:10～1:15混合，所述混合氧化物粉末包括氧化铝、氧化镁、氧化铁，氧化铝、氧化镁、氧化铁的质量比为20～22:10～11:1～1.5，压片成型后烘干，煅烧，煅烧温度为800～1000℃，煅烧时间为1.5～2.5h，煅烧过程中升温速率不高于5℃/min，冷却至室温后，得含铬催化剂，其中，包含铬离子及其他金属离子的固体物质含水量不超过5％。
可选地，所述混合氧化物粉末包括氧化铝、氧化镁、氧化铁，氧化铝、氧化镁、氧化铁的质量比为20:10:1。
可选地，所述包含铬离子及其他金属离子的固体物质与氧化物混合粉末质量比为1:12。
可选地，所述煅烧过程中升温速率为3℃/min。
可选地，所述煅烧温度为900℃。
实施例3
一种含铬催化剂，该含铬催化剂由上述制备方法制备。
实施例4
一种含铬催化剂的应用，所述含铬催化剂应用于催化糖类转化为5-羟甲基糠醛，包括如下步骤：
将含铬催化剂填充在密闭的反应器内，加入浓度为5％～10％的糖类溶液，加入浓硫酸，在120～140℃反应3～6h后，停止加热，冷却至室温后，其中，含铬催化剂加入量不低于糖类溶液质量的1％，浓硫酸加入量为糖类溶液质量的1％；然后进行5-羟甲基糠醛收率计算，将冷却后的溶液先进行沉淀，而后进行过膜，采用液相色谱法对反应液中的5-HMF进行含量分析，而后根据初始糖类物质的加入量计算收率。
可选地，反应温度为135℃，反应时间为4h。
可选地，所述含铬催化剂为球状颗粒。
实施例5
图1示出了本发明实施例的一种反应装置的结构示意图。
在该实施例中，反应装置被上述含铬催化剂的应用所采用，包括内衬为聚四氟的反应器1和搅拌装置3，反应器1内的底部为含铬催化剂层6，反应器1外包一控温装置2，反应器1顶部设有密封盖8，搅拌装置3贯穿密封盖8伸入反应器1内部，密封盖8上设有压力表7，反应器1底部设有外排口4，反应器1中下部的一侧设有取样口5。
可选地，所述搅拌装置3包括搅拌桨，在搅拌过程中，应确保所述搅拌桨不会触碰到含铬催化剂层6，避免搅拌桨破坏含铬催化剂。
可选地，所述反应器1顶部设有温度传感器，所述温度传感器测量点位于反应器1中部。
可选地，所述控温装置2的最高加热温度为150℃。
实施例6
(1)含铬废水处理：以天津塘沽某线路板电镀厂产生的含铬废水为处理对象，含盐量为2％，在搅拌状态下，将粒径为50～100um的活性炭加入到含铬废水中，活性炭加入量为废水含盐量的1/12～1/8。而后加入多聚磷酸溶液搅拌，多聚磷酸钠加入量为废水处理量的0.3％～0.7％，最后加入氯化钙溶液搅拌，氯化钙加入量与多聚磷酸钠质量比为1:1.2～1.2:1。而后进行固液分离，处理后的含铬废水再经过砂滤单元处理后，即可进行达标排放。分离后的包含铬离子和其他金属离子的固体物质进行后续处理。
(2)催化剂制备：将包含铬离子和其他金属离子的固体物质与氧化物混合粉末按照质量比1:10～1:15进行混合，氧化物混合粉末包括质量比为20～22:10～11:1～1.5的氧化铝、氧化镁、氧化铁，，通过研磨机进行完全混合，压片成型后进行充分烘干，烘干后利用马弗炉进行煅烧，煅烧温度为800～1000℃，煅烧1.5～2.5h后，冷却至室温。
(3)催化糖类转化为5-HMF：将含铬催化剂填充在内衬聚四氟的反应器内，含铬催化剂加入量不低于糖类溶液质量的1％，反应时保持反应器密闭，而后分别配置浓度为8％的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖溶液，再分别加入糖类溶液质量1％的浓硫酸，在120～140℃反应3～6h后，停止加热，待体系温度冷却至室温后，取出溶液，用液相色谱对反应液中的5-HMF进行含量分析。含铬催化剂催化不同糖类转化为5-HMF的收率见表1。
表1实施例6含铬催化剂催化不同糖类转化为5-HMF的收率
实施例7
(1)含铬废水处理：以山东德州某电路板电镀厂产生的含铬废水对处理对象，含盐量为2.6％，其余处理过程同实施例1。
(2)催化剂制备过程同实施例2。
(3)催化糖类转化为5-HMF同实施例4：利用催化剂转化糖类生产5-HMF的收率见表2。
表2实施例7含铬催化剂催化不同糖类转化为5-HMF的收率
实施例8
(1)含铬废水处理：以河北黄骅某电路板电镀厂产生的含铬废水对处理对象，含盐量为3.8％，其余处理过程同实施例1。
(2)催化剂制备：催化剂制备过程同实施例2。
(3)催化糖类转化为5-HMF同实施例4，利用催化剂转化糖类生产5-HMF的收率见表3。
表3实施例8含铬催化剂催化不同糖类转化为5-HMF的收率
实施例9
(1)含铬废水处理：以山东济南某电路板电镀厂产生的含铬废水对处理对象，含盐量为3.1％，其余处理过程同实施例1。
(2)催化剂制备：催化剂制备过程同实施例2。
(3)催化糖类转化为5-HMF同实施例4：利用催化剂转化糖类生产5-HMF的收率见表4。
表4实施例9含铬催化剂催化不同糖类转化为5-HMF的收率
实施例10
(1)含铬废水处理：以河北石家庄某电路板电镀厂产生的含铬废水对处理对象，含盐量为3.5％，其余处理过程同实施例1。
(2)催化剂制备：催化剂制备过程同实施例2。
(3)催化糖类转化为5-HMF同实施例4：利用催化剂转化糖类生产5-HMF的收率见表5。
表5实施例10含铬催化剂催化不同糖类转化为5-HMF的收率
综上，在实施例6-10中，均使用同一批催化剂进行，同一批催化剂催化活性无明显下降，通过表1-5看出，本发明的含铬催化剂可以长时间保持高催化活性，可以连续式高效催化糖类转化为5-HMF，同时也可以保持应用50次以上间歇反应过程中5-HMF的收率。
本发明主要通过建立在电路板清洗过程中产生的含铬废水的处理工艺，不仅解决了当前含铬废水处理难度大的问题，解决了高盐废水在处理过程中的多项热点问题，同时对废水处理过程中产生的富含铬的污泥，采用与多种氧化物混合煅烧的方式制备成可以催化多种单糖、双糖转化为5-HMF的催化剂，直接实现了对废水处理过程中产生的含铬污泥的再利用，节约了危废处理费用，同时实现了铬的固定化，可避免铬离子发生再次泄漏，而造成对环境的二次污染。因此该工艺在重金属回用及高盐废水处理方面具有指导性的意义和广泛的应用前进，并且可以指导更多相似废水的处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含铬催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将包含铬离子及其他金属离子的固体物质与混合氧化物粉末按照质量比1:10～1:15混合，压片成型后烘干，煅烧，冷却至室温后，得含铬催化剂，其中，包含铬离子及其他金属离子的固体物质含水量不超过5％；
包含铬离子及其他金属离子的固体物质通过一种含铬废水处理方法得到，包括如下步骤：
步骤一，将微米级活性炭加入到搅拌状态的含铬废水中；
步骤二，向步骤一获得溶液中加入多聚磷酸钠，搅拌；
步骤三，向步骤二获得溶液中加入氯化钙，搅拌；
步骤四，固液分离，得到包含铬离子及其他金属离子的固体物质；
所述活性炭的粒径为50～100μm，活性炭的加入量为含铬废水含盐量的1/12～1/8；
单位时间内所述多聚磷酸钠的加入量为单位时间内含铬废水处理量的0 .3％～0.7％；
所述氯化钙与多聚磷酸钠的质量比为1:1 .2～1 .2:1；
所述步骤一和所述步骤二中，搅拌转速均为100～150rpm，搅拌时间均为10～15min；
所述混合氧化物粉末包括氧化铝、氧化镁、氧化铁，氧化铝、氧化镁、氧化铁的质量比为20～22:10～11:1～1 .5。
2.如权利要求1所述的一种含铬催化剂的制备方法，其特征在于，所述包含铬离子及其他金属离子的固体物质与混合氧化物粉末质量比为1:12。
3.如权利要求1所述的一种含铬催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为800～1000℃，煅烧时间为1 .5～2 .5h。
4.如权利要求1所述的一种含铬催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧过程中升温速率不高于5℃/min。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的方法制备的含铬催化剂。
6.一种如权利要求5所述的含铬催化剂的应用，其特征在于，所述含铬催化剂应用于催化糖类转化为5-羟甲基糠醛。
7.如权利要求6所述的一种含铬催化剂的应用，其特征在于，所述含铬催化剂应用于催化糖类转化为5-羟甲基糠醛，包括如下步骤：
将含铬催化剂填充在密闭的反应器内，加入糖类溶液和浓硫酸，在120～140℃反应3～6h后，停止加热，冷却至室温后，其中，含铬催化剂加入量不低于糖类溶液质量的1％，浓硫酸加入量为糖类溶液质量的1％。
8.如权利要求7所述的一种含铬催化剂的应用，其特征在于，所述糖类溶液浓度为5％～10％。
9.如权利要求7所述的一种含铬催化剂的应用，其特征在于，还包括5-羟甲基糠醛收率计算的步骤，所述5-羟甲基糠醛收率计算的步骤为：
将冷却后的溶液先进行沉淀，而后采用0 .45μm膜过滤，采用液相色谱法对反应液中的5-HMF进行含量分析，而后根据初始糖类的加入量计算收率。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104275160A (zh) * 2014-10-30 2015-01-14 桂林理工大学 桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法
CN104445177A (zh) * 2014-12-16 2015-03-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯的制备方法及石墨烯
CN105384201A (zh) * 2015-12-11 2016-03-09 马鞍山清净环保科技有限公司 一种用于处理重金属污水的处理剂和其制备方法及应用
CN106946382A (zh) * 2017-05-18 2017-07-14 付主枝 一种重金属铬离子废水的高效环保处理方法
CN108002624A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 晓清环保科技股份有限公司 一种废水处理方法以及废水处理装置
CN108585339A (zh) * 2018-05-16 2018-09-28 北京科技大学 一种含铬废水处理和铬回收方法
CN110078313A (zh) * 2019-06-05 2019-08-02 湖南双晟科技信息咨询有限公司 一种含铬废水的处理方法
CN112125437A (zh) * 2020-09-18 2020-12-25 宝钢湛江钢铁有限公司 一种活性炭制酸废水还原含铬废水的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104275160A (zh) * 2014-10-30 2015-01-14 桂林理工大学 桉树-氯化钙复合吸附剂的制备方法
CN104445177A (zh) * 2014-12-16 2015-03-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯的制备方法及石墨烯
CN105384201A (zh) * 2015-12-11 2016-03-09 马鞍山清净环保科技有限公司 一种用于处理重金属污水的处理剂和其制备方法及应用
CN106946382A (zh) * 2017-05-18 2017-07-14 付主枝 一种重金属铬离子废水的高效环保处理方法
CN108002624A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 晓清环保科技股份有限公司 一种废水处理方法以及废水处理装置
CN108585339A (zh) * 2018-05-16 2018-09-28 北京科技大学 一种含铬废水处理和铬回收方法
CN110078313A (zh) * 2019-06-05 2019-08-02 湖南双晟科技信息咨询有限公司 一种含铬废水的处理方法
CN112125437A (zh) * 2020-09-18 2020-12-25 宝钢湛江钢铁有限公司 一种活性炭制酸废水还原含铬废水的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
活性炭对含铬废水的吸附处理研究;贾陈忠 等;应用化工;第35卷(第5期);第369-372页 *

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