一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法
2023-05-13 21:44:11 3
專利名稱：一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及紡織行業中用吸附法處理染料廢水時所用的一種吸附劑的製備方法，特別 涉及一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法。
技術背景紡織印染行業是工業廢水排放大戶，據不完全統計，全國印染廢水每天排放量為300 400萬噸。廢水含有多種染料，酸性染料和活性染料是染料的兩個主要部分，從其分子結 構來看該兩種類型同屬陰離子型染料。所以能否有效去除陰離子染料是印染廢水處理的關 鍵。工業上常用的印染/染料廢水處理方法有吸附法、絮凝沉澱法、電解法、氧化法和生物 降解法等。但其中一些方法具有成本高，時效短等缺點。吸附法是去除該類汙染物的有效 方法，但最為關鍵的是尋找高效吸附劑。膨潤土是以蒙脫石(Montmorillonite)為主要礦物的粘土巖。蒙脫石是一種含水的層狀 鋁矽酸鹽礦物，由兩個矽氧四面體中間夾一個鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，屬於2: 1 型的三層粘土礦物。晶層間距離為0.96~2.14 nm，這些納米片層團聚在一起，形成幾百納 米到幾微米的粘土顆粒。膨潤土本身對有機汙染物的吸附性能較差，但經過傳統有機改性 之後，顯著改變膨潤土的二維納米結構的尺寸，增大層間距。具有較強的有機汙染物吸附 性能，但僅限於對疏水性有機汙染物的吸附如多環芳烴等。傳統有機膨潤土對親水性較強 的汙染物(如苯酚等)的吸附效果比較差，而對於離子型的有機物基本沒有吸附效果。 發明內容本發明為克服現有技術的不足，提出了一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方 法，用該方法製備的吸附劑對親水性較強的苯酚等汙染物和離子型的有機物吸附效果都很 好、而且吸附量大。本發明採用的技術方案是依次包括如下步驟(1)將粉碎的80~200目膨潤土投加到 溶解有陽離子表面活性劑的溶液中，其中表面活性劑的量為100%膨潤土陽離子交換量 (CEC)，攪拌2 3 h; (2)再加入一種或多種不同種類的陽離子表面活性劑，其總量為100% 膨潤土陽離子交換量，攪拌2 3h; (3)用蒸餾水清洗沉澱物3 5次，110 120。C下烘3 4小時，研磨，過60 100目篩即可。本發明的作用機理是控制陽離子表面活性劑的量，將表面活性劑所帶的活性位點帶 入膨潤土層間，使得經過改性的膨潤土具有較多的吸附活性位點。陽離子表面活性劑進入膨潤土層間主要有兩個作用過程首先在上述步驟(1)中，是離子交換作用，陽離子表面 活性劑和膨潤土層間的金屬離子發生交換作用，投加100%膨潤土交換容量(CEC)的陽 離子表面活性劑可以完全取代層間的金屬陽離子；在上述步驟(1)中，繼續增加陽離子表 面活性劑的量，陽離子表面活性劑會通過分子間的範德華力以分子態和已經進入膨潤土層 間的表面活性劑相結合。表面活性劑分子都是由有機碳鏈陽離子和向對應的無機陰離子組 成，有機碳鏈和第一階段進入膨潤土層間的表面活性劑長碳鏈在範德華力作用下緊密結合， 而被無機陰離子則可以和廢水中的陰離子染料發生陰離子交換作用，使得陰離子染料被吸 附在膨潤土層間而被吸附去除。一般膨潤土的交換容量達到0.8 1.1 mmd/g， 一般染料的分子量在300以上，本發明 膨潤土交換容量大，以此計算改性後的膨潤土的吸附容量最低達到240 mg/g，大於一般吸 附劑的吸附量。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。 圖1是改性後膨潤土層內所吸附染料結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發明首先將粉碎的80-200目鈣基膨潤土或鈉基膨潤土投加到溶解有陽 離子表面活性劑的溶液中，其中表面活性劑的量為100% CEC，表面活性劑的種類為烷基 碳數為8 18的長鏈型季銨鹽類或吡啶類陽離子表面活性劑，攪拌2 3 h;再加入一種或 多種不同種類的陽離子表面活性劑，該表面活性劑的種類為烷基碳數為4 16的季銨鹽陽 離子，其總量為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌2 3 h;最後用蒸餾水清洗沉澱物3 5 次，110 12(TC下烘3 4小時，研磨，過60 100目篩即可。 實施例1將粉碎的80目鈣基膨潤土投加到溶解有陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨的 溶液中，表面活性劑的量為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌2h;再加入十四烷基三甲基 溴化銨，其量同樣為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌2h;用蒸餾水清洗沉澱物3次，110 t:下烘3小時，研磨，過60目篩。將得到的產物用於含染料橙II的廢水處理，結果表明在廢水濃度為80 mg/L，吸附 劑和廢水的重量比為1:1000時，染料橙II的去除率為98%。 實施例2將粉碎的150目鈉基膨潤土投加到溶解有陽離子表面活性劑十八烷基三甲基溴化銨的溶液中，表面活性劑的量為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌3h;再加入十二烷基三甲基 氯化銨和八烷基三甲基氯化銨，其總量為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌3h;用蒸餾水清洗沉澱物5次，12(TC下烘4小時，研磨，過100目篩。將得到的產物用於含染料酸性紅的廢水處理，結果表明在廢水濃度為80mg/L，吸附 劑和廢水的重量比為1:500時，染料酸性紅的去除率為95%。 實施例3將粉碎的200目鈣基膨潤土投加到溶解有陽離子表面活性劑十八垸基三甲基氯化銨的 溶液中，表面活性劑的量為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌2.5 h;再加入氯化十二烷基 吡啶和十六烷基三甲基溴化銨，其總量為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌3h;用蒸餾水 清洗沉澱物4次，115。C下烘3.5小時，研磨，過80目篩。將得到的產物用於含染料橙II的廢水處理，結果表明在廢水濃度為50 mg/L，吸附 劑和廢水的重量比為1:500時，染料橙II的去除率為97%。 實施例4將粉碎的100目鈉基膨潤土投加到溶解有陽離子表面活性劑八垸基三甲基氯化銨的溶 液中，表面活性劑的量為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌2h;再加入四烷基三甲基溴化 銨和氯化十二烷基吡啶，其總量為100%膨潤土陽離子交換量，攪拌3h;用蒸餾水清洗沉 澱物5次，110'C下烘3小時，研磨，過90目篩。將得到的產物用於含染料酸性藍的廢水處理，結果表明在廢水濃度為100mg/L，吸 附劑和廢水的重量比為1:500時，染料酸性藍的去除率為95%。
權利要求
1.一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法，其特徵是依次包括如下步驟(1)將粉碎的80～200目膨潤土投加到溶解有陽離子表面活性劑的溶液中，其中表面活性劑的量為100％膨潤土陽離子交換量(CEC)，攪拌2～3h；(2)再加入一種或多種不同種類的陽離子表面活性劑，其總量為100％膨潤土陽離子交換量，攪拌2～3h；(3)用蒸餾水清洗沉澱物3～5次，110～120℃下烘3～4小時，研磨，過60～100目篩，即可。
2. 根據權利要求1所述的一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法，其特徵是所 用的膨潤土為鈣基膨潤土或鈉基膨潤土。
3. 根據權利要求1所述的一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法，其特徵是；所 述步驟(1)中加入的表面活性劑的種類為垸基碳數為8 18的長鏈型季銨鹽類或吡啶類 陽離子表面活性劑。
4. 根據權利要求1所述的一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法，其特徵是所 述步驟(2)中加入的表面活性劑的種類為垸基碳數為4 16的季銨鹽陽離子表面活性劑。
5. 根據權利要求1所述的一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法，其特徵是所 加入的膨潤土的粒徑為80 200目。
6. 根據權利要求1所述的一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法，其特徵是所 述步驟(1)中加入的表面活性劑的量為100%的膨潤土陽離子交換量。
7. 根據權利要求1所述的一種水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法，其特徵是所 述步驟(2)中加入的表面活性劑的總量為100%的膨潤土陽離子交換量。
全文摘要
本發明公開了一種紡織行業中水處理材料陰離子型染料吸附劑的製備方法，依次包括如下步驟(1)將粉碎的80～200目膨潤土投加到溶解有陽離子表面活性劑的溶液中，其中表面活性劑的量為100％膨潤土陽離子交換量，攪拌2～3h；(2)再加入一種或多種不同種類的陽離子表面活性劑，其總量為100％膨潤土陽離子交換量，攪拌2～3h；(3)用蒸餾水清洗沉澱物3～5次，110～120℃下烘3～4小時，研磨，過60～100目篩即可，吸附容量最低達到240mg/g，大於一般吸附劑的吸附量。
文檔編號B01J20/10GK101229505SQ200710134558
公開日2008年7月30日 申請日期2007年10月26日 優先權日2007年10月26日
發明者李定龍, 馬建鋒, 黃文豔 申請人:江蘇工業學院