利用羧基化松香基聚合物微球去除廢水中亞甲基藍的方法
2023-06-05 04:28:31
專利名稱：利用羧基化松香基聚合物微球去除廢水中亞甲基藍的方法
技術領域：
本發明屬於有機染料廢水處理領域，特別涉及一種利用羧基化松香基聚合物微球去除廢水中亞甲基藍的方法。
背景技術：
有機 染料被廣泛應用於造紙、紡織、塑料、印刷等行業，由於大多數有機染料具有複雜的芳香結構，其在水中很難被生物降解，因此對水體生物以及人類都會產生嚴重的危害；亞甲基藍是工業上廣泛使用的有機染料之一，印染廢水具有高濃度、高色度、高COD和BOD值，所以一直是難處理的工業廢水；目前染料廢水處理方法主要包括:電解法、生化法、絮凝沉降法、氧化法、吸附法以及光催化降解法和光降解法，吸附法是利用多孔性固相物質吸著去除汙染物的過程，常被用於廢水的深度處理領域；相比於傳統的化學法、生物法等處理手段，吸附法成本較低、效率較高、不引入新的汙染物、不需要紫外光照射、能耗較低且能富集分離有機汙染物，受到人們廣泛的重視。高分子微球粒徑一般在幾個微米到幾百個微米之間，具有微觀材料的體積效應、表面效應、量子尺寸效應等，同時具有分子組成和結構的可設計性；人們將功能基(如-C00H、-OH、-NH2等)引入微球，製備出一類新型功能性高分子微球；因為表面反應性功能基的存在，使得這些微球呈現出諸多獨特功能，因而在物理過程模擬、免疫細胞檢測和分離、藥物靶向、催化載體等方面有著廣泛的應用前景；松香及其衍生物由於具有高的降解性、溶解性、生物相容性及低極性等特性而廣泛的應用於膠黏劑、塗料、油墨、橡膠、造紙、藥物等領域；本發明將羧基功能基團引入到含有松香的聚合物微球中，將其應用於吸附去除廢水中的亞甲基藍，此方法提高了聚合物微球對亞甲基藍的吸附，也擴大了松香的應用範圍。
發明內容
本發明 的目的是提供一種利用羧基化松香基聚合物微球去除廢水中亞甲基藍的方法，該方法通過對聚合物微球表面改性，使微球表面功能化，從而促進微球對亞甲基藍的吸附。具體步驟為:
(1)羧基化松香基聚合物微球的製備:
a.將100質量份單體混合物和0.r2.0質量份的引發劑偶氮二異丁腈加入反應容器中，經超聲分散均勻後得到油相，分散時體系溫度保持在20± 1°C。b.將f 10質量份的分散劑明膠和10(T800質量份去離子水混合，並通入氮氣除氧，升溫至80 V並攪拌使分散劑完全溶解，之後降溫到60 ± I °C，得到水相。c.將步驟(I)第a步製得的油相加入到步驟(I)第b步製得的水相中，設置攪拌速度為500、00轉/分鐘，升高溫度於7(T85°C條件下反應3飛小時，再升溫至8(T95°C，熟化廣2小時後結束反應，製得中間產物。
d.將步驟⑴第c步製得的中間產物用60±1°C的蒸餾水洗滌1(T15次後用350目不鏽鋼網進行過濾，於60°C下真空乾燥12小時，即製得淡黃色的羧基化松香基聚合物微球。所述單體混合物中松香甲基丙烯酸羥乙酯酯化物、苯乙烯、丙烯酸類單體和二乙烯基苯的質量比為20: 5^45: 5^45: 8^20,丙烯酸類單體為甲基丙烯酸或丙烯酸。(2)去除廢水中亞甲基藍:
將I質量份步驟(I)第d步製備的羧基化松香基聚合物微球放入10(T500質量份的含亞甲基藍的廢水溶液中，在1(T40°C下以150轉/分鐘的速率振蕩吸附:T360分鐘，靜置，過濾除去羧基化松香基聚合物微球即去除廢水中亞甲基藍。所述廢水溶液中亞甲基藍濃度為20飛50毫克/升，且廢水溶液的pH值為4 12時，去除效果最佳。本發明的方法所使用的羧基化松香基聚合物微球具有組成可控、粒度均勻、綠色安全、吸附去除率高、生物相容性好等優點，本方法操作簡便快速，易於大規模推廣，同時擴大了松香的應用範圍。
具體實施例方式實施例1:
(I)羧基化松香基聚合物微球的製備:
a.將100克單體混合物和0.5克引發劑偶氮二異丁腈加入反應容器中，經超聲分散均勻後得到油相，分散時體系溫度保持在20°C。b.將3克分散劑明膠和300克去`離子水混合，並通入氮氣除氧，升溫至80°C並攪拌使分散劑完全溶解，之後降溫到60°C，得到水相。c.將步驟(I)第a步製得的油相加入到步驟(I)第b步製得的水相中，設置攪拌速度為500轉/分鐘，升高溫度於80°C條件下反應3小時，再升溫至90°C，熟化2小時後結束反應，製得中間產物。d.將步驟(I)第c步製得的中間產物用60°C的蒸餾水洗滌13次後用350目不鏽鋼網進行過濾，於60°C下真空乾燥12小時，即製得淡黃色的羧基化松香基聚合物微球。所述單體混合物中松香甲基丙烯酸羥乙酯酯化物、苯乙烯、甲基丙烯酸和二乙烯基苯的質量比為20:15:15:8。(2)去除廢水中亞甲基藍:
將0.2克步驟(I)第d步製備的羧基化松香基聚合物微球放入50克濃度為52.5毫克/升且PH值為7的亞甲基藍廢水溶液中，在20°C下以150轉/分鐘的速率振蕩吸附300分鐘，靜置，過濾除去羧基化松香基聚合物微球即去除廢水中亞甲基藍。通過紫外可見分光光度法測定吸光度的方法，計算出羧基化松香基聚合物微球對亞甲基藍的吸附量為12.8毫克/克，去除率為97.5%。實施例2:
(I)羧基化松香基聚合物微球的製備:
a.將100克單體混合物和0.5克引發劑偶氮二異丁腈加入反應容器中，經超聲分散均勻後得到油相，分散時體系溫度保持在20°C。
b.將4克分散劑明膠和300克去離子水混合，並通入氮氣除氧，升溫至80°C並攪拌使分散劑完全溶解，之後降溫到60°C，得到水相。c.將步驟(I)第a步製得的油相加入到步驟(I)第b步製得的水相中，設置攪拌速度為500轉/分鐘，升高溫度於80°C條件下反應3小時，再升溫至90°C，熟化2小時後結束反應，製得中間產物。d.將步驟(I)第c步製得的中間產物用60°C的蒸餾水洗滌13次後用350目不鏽鋼網進行過濾，於60°C下真空乾燥12小時，即製得淡黃色的羧基化松香基聚合物微球。所述單體混合物中松香甲基丙烯酸羥乙酯酯化物、苯乙烯、甲基丙烯酸和二乙烯基苯的質量比為20:10:20:8。(2)去除廢水中亞甲基藍:
將0.1克步驟(I)第d步製備的羧基化松香基聚合物微球放入25克濃度為54.3毫克/升且PH值為9的亞甲基藍廢水溶液中，在20°C下以150轉/分鐘的速率振蕩吸附300分鐘，靜置，過濾除去羧基化松香基聚合物微球即去除廢水中亞甲基藍。通過紫外可見分光光度法測定吸光度的方法，計算出羧基化松香基聚合物微球對亞甲基藍的吸附量為12.5毫克/克，去除率為92.1%。實施例3:
(I)羧基化松香基聚合物微球的製備:
a.將100克單體混合物和0. 5克引發劑偶氮二異丁腈加入反應容器中，經超聲分散均勻後得到油相，分散時體系溫度保持在20°C。b.將4克分散劑明膠和300克去離子水混合，並通入氮氣除氧，升溫至80°C並攪拌使分散劑完全溶解，之後降溫到60°C，得到水相。c.將步驟(I)第a步製得的油相加入到步驟(I)第b步製得的水相中，設置攪拌速度為500轉/分鐘，升高溫度於75°C條件下反應3小時，再升溫至85°C，熟化2小時後結束反應，製得中間產物。d.將步驟(I)第c步製得的中間產物用60°C的蒸餾水洗滌13次後用350目不鏽鋼網進行過濾，於60°C下真空乾燥12小時，即製得淡黃色的羧基化松香基聚合物微球。所述單體混合物中松香甲基丙烯酸羥乙酯酯化物、苯乙烯、丙烯酸和二乙烯基苯的質量比為20:15:15:8。(2)去除廢水中亞甲基藍:
將0.1克步驟(I)第d步製備的羧基化松香基聚合物微球放入25克濃度為137.0毫克/升且PH值為10的亞甲基藍廢水溶液中，在20°C下以150轉/分鐘的速率振蕩吸附300分鐘，靜置，過濾除去羧基化松香基聚合物微球即去除廢水中亞甲基藍。通過紫外可見分光光度法測定吸光度的方法，計算出羧基化松香基聚合物微球對亞甲基藍的吸附量為31.9毫克/克，去除率為93.1%。實施例4:
(I)羧基化松香基聚合物微球的製備:
a.將100克單體混合物和0.5克引發劑偶氮二異丁腈加入反應容器中，經超聲分散均勻後得到油相，分散時體系溫度保持在20°C。b.將4克分散劑明膠和300克去離子水混合，並通入氮氣除氧，升溫至80°C並攪拌使分散劑完全溶解，之後降溫到60°C，得到水相。c.將步驟(I)第a步製得的油相加入到步驟(I)第b步製得的水相中，設置攪拌速度為500轉/分鐘，升高溫度於80°C條件下反應3小時，再升溫至90°C，熟化2小時後結束反應，製得中間產物。d.將步驟(I)第c步製得的中間產物用60°C的蒸餾水洗滌13次後用350目不鏽鋼網進行過濾，於60°C下真空乾燥12小時，即製得淡黃色的羧基化松香基聚合物微球。所述單體混合物中松香甲基丙烯酸羥乙酯酯化物、苯乙烯、甲基丙烯酸和二乙烯基苯的質量比為20:10:20:8。(2)去除廢水中亞甲基藍:
將0.1克步驟(I)第d步製備的羧基化松香基聚合物微球放入25克濃度為45.3毫克/升且pH值為10的亞甲基藍廢水溶液中，在40°C下以150轉/分鐘的速率振蕩吸附300分鐘，靜置，過濾除去羧基化松香基聚合物微球即去除廢水中亞甲基藍。通過紫外可見分 光光度法測定吸光度的方法，計算出羧基化松香基聚合物微球對亞甲基藍的吸附量為10.0毫克/克，去除率為88.3%。
權利要求
1.一種利用羧基化松香基聚合物微球去除廢水中亞甲基藍的方法，其特徵在於具體步驟為: (1)羧基化松香基聚合物微球的製備: a.將100質量份單體混合物和0.r2.0質量份的引發劑偶氮二異丁腈加入反應容器中，經超聲分散均勻後得到油相，分散時體系溫度保持在20±1°C ； b.將廣10質量份的分散劑明膠和10(T800質量份去離子水混合，並通入氮氣除氧，升溫至80°C並攪拌使分散劑完全溶解，之後降溫到60±1°C，得到水相； c.將步驟(I)第a步製得的油相加入到步驟(I)第b步製得的水相中，設置攪拌速度為50(T800轉/分鐘，升高溫度於7(T85°C條件下反應3飛小時，再升溫至8(T95°C，熟化r2小時後結束反應，製得中間產物； d.將步驟(I)第c步製得的中間產物用60±1°C的蒸餾水洗滌1(T15次後用350目不鏽鋼網進行過濾，於60°C下真空乾燥12小時，即製得淡黃色的羧基化松香基聚合物微球； 所述單體混合物中松香甲基丙烯酸羥乙酯酯化物、苯乙烯、丙烯酸類單體和二乙烯基苯的質量比為20:5 45:5 45:8 20，丙烯酸類單體為甲基丙烯酸或丙烯酸； (2)去除廢水中亞甲基藍: 將I質量份步驟(I)第d步製備的羧基化松香基聚合物微球放入100飛00質量份的含亞甲基藍的廢水溶液中，在1(T40°C下以150轉/分鐘的速率振蕩吸附:T360分鐘，靜置，過濾除去羧基化松香 基聚合物微球即去除廢水中亞甲基藍； 所述廢水溶液中亞甲基藍濃度為20飛50毫克/升，且廢水溶液的pH值為4 12時，去除效果最佳。
全文摘要
本發明公開了一種利用羧基化松香基聚合物微球去除廢水中亞甲基藍的方法。用松香甲基丙烯酸羥乙酯酯化物、苯乙烯、丙烯酸類單體、二乙烯基苯、引發劑偶氮二異丁腈和分散劑明膠製得羧基化松香基聚合物微球，將其加入含亞甲基藍的廢水溶液中，攪拌震蕩一定時間，即可去除廢水中的亞甲基藍。所述廢水溶液中亞甲基藍濃度為20~550毫克/升，且廢水溶液的pH值為4~12時，去除效果最佳。本發明的方法所使用的羧基化松香基聚合物微球具有組成可控、粒度均勻、綠色安全、吸附去除率高、生物相容性好等優點。本方法操作簡便快速，易於大規模推廣，同時擴大了松香的應用範圍。
文檔編號B01J20/30GK103073090SQ20131005146
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月17日 優先權日2013年2月17日
發明者餘彩莉, 陳傳偉, 王孝磊, 張發愛 申請人:桂林理工大學