用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑及其製備方法與流程
2023-12-05 10:35:41 6
本發明屬於有機工業廢水的處理技術領域，特別涉及一種用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑及其製備方法。
背景技術：
吸附法是把吸附劑與待處理廢水相混，廢水中的一種或幾種汙染物被吸附，某些汙染物得以回收或去除，從而使廢水得到淨化的方法，該方法對高濃度有機廢水有較好的處理效果，在有機工業廢水處理技術中佔有重要作用。吸附法中性能優異的吸附劑的一般特點：有良好的孔結構、優異的表面化學性能；對吸附質的吸附能力強；易解析，重複利用性強；機械強度良好等。目前吸附有機汙染物最常用的吸附材料可分為物理吸附材料，化學吸附材料和生物吸附材料。其中，物理吸附材料有活性炭、分子篩、沸石、活性白土和粘土礦石等具有高比表面積的固體，具有脫出效率高、富集功能強的優點，但也存在穩定性差、容易脫附、易受溫度變化影響等不足。化學吸附材料主要包括矽膠、合成纖維、樹脂、利用生物化學以及高分子合成的分子印跡聚合物等。常用的生物吸附材料有闊葉植物，真菌、土壤和水中的微生物等。
運用吸附法處理含有丙烯腈的有機工業廢水是一種很有前途的工業廢水處理技術，若是將該技術進行推廣應用需要開發對丙烯腈具有優異吸附性能的吸附劑。但是，目前還缺少針對含有丙烯腈的有機工業廢水處理的吸附材料。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑及其製備方法。其具體步驟如下：
(1)將168.74克4，4-氧代丁二酸和384.37克1-(3-吡啶基)-3-(二甲氨基)-2-丙烯-1-酮混合均勻，加入250毫升N,N-二甲基甲醯胺，置於250mL具塞細口試劑瓶中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，搖勻後分成等量5份，得到混合液A1、混合液A2、混合液A3、混合液A4、混合液A5；
(2)將11.4g聚癸二醯己二胺加入到混合液A1中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B1；
(3)將5mL混合液B1和8.6g二甲基二硫代氨基甲酸鋅加入到混合液A2中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B2；
(4)將5mL混合液B2和8.1g二甲基二硫代氨基甲酸鋅加入到混合液A3中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B3；
(5)將5mL混合液B3和11.0g聚癸二醯己二胺加入到混合液A4中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B4；
(6)將5mL混合液B4和10.6g聚癸二醯己二胺加入到混合液A5中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B；
(7)將17.66g聚乙烯醇置於250mL具塞細口試劑瓶中，加入250毫升N,N-二甲基甲醯胺，在1000r/min條件下攪拌1h，搖勻後分成等量5份，得到混合液C1、混合液C2、混合液C3、混合液C4、混合液C5；
(8)將8.4克1,3-苯並二氧-4-甲醛加入到混合液C1中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D1；
(9)將5mL混合液D1和10mL濃度為0.44mol/L的Mg(NO3)2加入到混合液C2中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D2；
(10)將5mL混合液D2和8.0克1,3-苯並二氧-4-甲醛加入到混合液C3中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D3；
(11)將5mL混合液D3和10mL濃度為0.40mol/L的Mg(NO3)2加入到混合液C4中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D4；
(12)將5mL混合液D4和7.6克1,3-苯並二氧-4-甲醛加入到混合液C5中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D；
(13)將18.33g過氧苯甲酸叔丁酯置於250mL具塞細口試劑瓶中，加入500mL氯仿，在1000r/min條件下攪拌1h，搖勻後分成等量10份，得到混合液E1、混合液E2、混合液E3、混合液E4、混合液E5、混合液E6、混合液E7、混合液E8、混合液E9、混合液E10；
(14)將24.8克N-羥基-異丁醯胺入到混合液E1中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F1；
(15)將5mL混合液F1和15mL濃度為0.50mol/L的Ca(NO3)2加入到混合液E2中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F2；
(16)將5mL混合液F2和24.3克N-羥基-異丁醯胺加入到混合液E3中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F3；
(17)將5mL混合液F3和15mL濃度為0.40mol/L的硫酸鐵加入到混合液E4中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F4；
(18)將5mL混合液F4和15mL濃度為0.40mol/L的Ca(NO3)2加入到混合液E5中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F5；
(19)將5mL混合液F5和23.8克N-羥基-異丁醯胺加入到混合液E6中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F6；
(20)將5mL混合液F6和15mL濃度為0.35mol/L的硫酸鐵加入到混合液E7中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F7；
(21)將5mL混合液F7和15mL濃度為0.30mol/L的Ca(NO3)2加入到混合液E8中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F8；
(22)將5mL混合液F8和23.3克N-羥基-異丁醯胺加入到混合液E9中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F9；
(23)將5mL混合液F9和22.3克N-羥基-異丁醯胺加入到混合液E10中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F；
(24)將140mL異丁酸甲酯和160mL質量分數為6.7％的聚乙二醇氯仿溶液充分混合，搖勻後分成等量3份，得到混合液G1、混合液G2、混合液G3；
(25)將32mL混合液B在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液G1中，得到混合液H1；
(26)將22mL混合液D在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液G2中，得到混合液H2；
(27)將37mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液G3中，得到混合液H3；
(28)將55mL混合液H1在1000r/min攪拌條件下滴加到35mL混合液H2中，得到混合液H4；
(29)將48mL混合液H4在1000r/min攪拌條件下滴加到32mL混合液H3中，得到混合液H；
(30)將70mL混合液H在1000r/min攪拌條件下滴加到30mL質量分數為6.9％的聚乙烯醇溶液中，然後在1000r/min條件下攪拌8min，得到混合液I；
(31)將50mL質量分數為0.7％的聚乙烯醇溶液加入到混合液I中，在1000r/min條件下攪拌7～8h，然後在轉速為6000r/min條件下進行離心分離，然後用去離子水洗滌3次，冷凍乾燥即可得到用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑。
本發明的有益效果是，製得的用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑對有機工業廢水中含有的丙烯腈具有吸附能力強、吸附容量高、吸附速度快等優點。
具體實施方式
本發明提供一種用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑及其製備方法，下面以一個實施例來說明本發明。
實施例1.
(1)將168.74克4，4-氧代丁二酸和384.37克1-(3-吡啶基)-3-(二甲氨基)-2-丙烯-1-酮混合均勻，加入250毫升N,N-二甲基甲醯胺，置於250mL具塞細口試劑瓶中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，搖勻後分成等量5份，得到混合液A1、混合液A2、混合液A3、混合液A4、混合液A5；
(2)將11.4g聚癸二醯己二胺加入到混合液A1中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B1；
(3)將5mL混合液B1和8.6g二甲基二硫代氨基甲酸鋅加入到混合液A2中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B2；
(4)將5mL混合液B2和8.1g二甲基二硫代氨基甲酸鋅加入到混合液A3中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B3；
(5)將5mL混合液B3和11.0g聚癸二醯己二胺加入到混合液A4中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B4；
(6)將5mL混合液B4和10.6g聚癸二醯己二胺加入到混合液A5中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液B；
(7)將17.66g聚乙烯醇置於250mL具塞細口試劑瓶中，加入250毫升N,N-二甲基甲醯胺，在1000r/min條件下攪拌1h，搖勻後分成等量5份，得到混合液C1、混合液C2、混合液C3、混合液C4、混合液C5；
(8)將8.4克1,3-苯並二氧-4-甲醛加入到混合液C1中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D1；
(9)將5mL混合液D1和10mL濃度為0.44mol/L的Mg(NO3)2加入到混合液C2中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D2；
(10)將5mL混合液D2和8.0克1,3-苯並二氧-4-甲醛加入到混合液C3中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D3；
(11)將5mL混合液D3和10mL濃度為0.40mol/L的Mg(NO3)2加入到混合液C4中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D4；
(12)將5mL混合液D4和7.6克1,3-苯並二氧-4-甲醛加入到混合液C5中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液D；
(13)將18.33g過氧苯甲酸叔丁酯置於250mL具塞細口試劑瓶中，加入500mL氯仿，在1000r/min條件下攪拌1h，搖勻後分成等量10份，得到混合液E1、混合液E2、混合液E3、混合液E4、混合液E5、混合液E6、混合液E7、混合液E8、混合液E9、混合液E10；
(14)將24.8克N-羥基-異丁醯胺入到混合液E1中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F1；
(15)將5mL混合液F1和15mL濃度為0.50mol/L的Ca(NO3)2加入到混合液E2中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F2；
(16)將5mL混合液F2和24.3克N-羥基-異丁醯胺加入到混合液E3中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F3；
(17)將5mL混合液F3和15mL濃度為0.40mol/L的硫酸鐵加入到混合液E4中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F4；
(18)將5mL混合液F4和15mL濃度為0.40mol/L的Ca(NO3)2加入到混合液E5中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F5；
(19)將5mL混合液F5和23.8克N-羥基-異丁醯胺加入到混合液E6中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F6；
(20)將5mL混合液F6和15mL濃度為0.35mol/L的硫酸鐵加入到混合液E7中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F7；
(21)將5mL混合液F7和15mL濃度為0.30mol/L的Ca(NO3)2加入到混合液E8中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F8；
(22)將5mL混合液F8和23.3克N-羥基-異丁醯胺加入到混合液E9中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F9；
(23)將5mL混合液F9和22.3克N-羥基-異丁醯胺加入到混合液E10中，在1000r/min條件下攪拌5分鐘，得到混合液F；
(24)將140mL異丁酸甲酯和160mL質量分數為6.7％的聚乙二醇氯仿溶液充分混合，搖勻後分成等量3份，得到混合液G1、混合液G2、混合液G3；
(25)將32mL混合液B在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液G1中，得到混合液H1；
(26)將22mL混合液D在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液G2中，得到混合液H2；
(27)將37mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液G3中，得到混合液H3；
(28)將55mL混合液H1在1000r/min攪拌條件下滴加到35mL混合液H2中，得到混合液H4；
(29)將48mL混合液H4在1000r/min攪拌條件下滴加到32mL混合液H3中，得到混合液H；
(30)將70mL混合液H在1000r/min攪拌條件下滴加到30mL質量分數為6.9％的聚乙烯醇溶液中，然後在1000r/min條件下攪拌8min，得到混合液I；
(31)將50mL質量分數為0.7％的聚乙烯醇溶液加入到混合液I中，在1000r/min條件下攪拌7～8h，然後在轉速為6000r/min條件下進行離心分離，然後用去離子水洗滌3次，冷凍乾燥即可得到用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑。
下面是運用本發明方法製得的用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑對含有丙烯腈的有機工業廢水進行了吸附試驗，進一步說明本發明。
運用本發明方法製得的用於吸附丙烯腈的顆粒吸附劑對含有丙烯腈的有機工業廢水進行了吸附試驗，結果表明該顆粒吸附劑能夠對有機工業廢水的丙烯腈進行有效的吸附：當有機工業廢水中丙烯腈的初始濃度為28.3mg/L時，向500mL有機工業廢水中加入15g顆粒吸附劑，經過15分鐘後丙烯腈的濃度降低到0.1mg/L。