[發明專利]陰離子表面活性劑－鈣基復合吸附材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810040787.9
• 申請日: 2008-07-21
• 公開（公告）號: CN101318123A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 郜洪文
• 申請（專利權）人: 郜洪文
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于環境吸附材料領域，具體地說，是一種工業廢水中染料、有機污染物的吸附材料，適合于弱酸性、中性和堿性有機廢水處理。

背景技術：

染料、醫藥、化工等生產過程中產生了大量的廢水排放到環境中，高濃度有機物，特別是持久性有機污染物給人類和生態環境帶來嚴重災難。例如，超過10000種的染料已商業化生產，其中使用量的5％-10％排入水環境中。染料分子中大都含有芳香基結構，耐光、耐熱、耐氧化，有些染料可引起過敏、皮炎、皮膚紅腫，甚至可誘發癌癥、基因突變等。因此，在進入自然水體前必須去除廢水中有機污染物。有機廢水處理方法主要有物理法、化學法、生物法。物理法主要包括：膜分離法、磁分離法及吸附法。膜分離法處理有機和顏色廢水始于上世紀70年代初。但由于膜的價格較高，更換頻率較快，處理成本較高。磁分離法是利用元素或組分磁敏感性的差異，借助外磁場將物質進行磁場處理，從而達到強化分離的過程，目前已成為一門新興的水處理技術。吸附是利用表面具有多孔的一些固體作為吸附劑，當廢水與吸附劑接觸時，廢水中一種或數種污染物被吸附在固體表面從而達到廢水凈化的目的。在有機廢水處理中，吸附法主要用作預處理或生化后的深度處理。吸附法的應用范圍比較廣泛，沒有專一性。吸附劑分為人工和天然吸附劑兩種，常用的吸附劑有活性炭、氧化鋁、木片、天然粘土、水稻磨粉廢料、硅膠、氫氧化物、污泥、微生物活體或死細胞等，但大多吸附平衡時間長，再生后效果明顯降低，選擇性差，化學需氧量(COD)降低幅度小。活性炭吸附是目前應用最廣泛的有機和顏色廢水處理方法，但活性炭吸附時間長，再生比較困難。膨潤土在我國儲量大，價格便宜。人們常用表面活性劑改性膨潤土，吸附性能可比原土可高出1～2個數量級。用于有機廢水處理時，表面修飾容易產生表面活性劑脫附，使得雖然廢水中有機物濃度降低，但COD降低不明顯。化學法主要分為混凝沉淀法、氧化法及電化學方法。混凝沉淀技術是對廢水進行一級處理的主要步驟。它是利用染料本身的帶電特性，將兩種或多種帶相反電荷的污水混和進行處理或者利用混凝劑與污水混和進行處理的一種技術。在絮凝沉淀過程中起主要作用的是絮凝劑，但傳統的低分子量絮凝劑投放量大，產泥量多。常規的混凝劑在處理一些水溶性，特別是在處理陽離子染料、活性染料廢水時，單獨采用絮凝劑的脫色效果不理想。氧化法分為化學氧化法和高級氧化法，將染料的發色基因氧化破壞而脫色的處理工藝。高級氧化技術包括濕式氧化法、Fenton試劑法以及光催化氧化法等，具有很好的脫色能力，但是成本較高，COD降低效果不好。電化學技術處理廢水具有氧化還原、凝聚、殺菌消毒和吸附等多種功能，但是徹底氧化分解水中有機污染物，能耗較高，設備成本也較高。采用微生物法對有機物進行吸附是近幾年逐漸發展起來的，該方法具有無廢物、利用完全等優點，但脫色周期長，且對于環境有一定的要求。由于有機污染物特別是持久性有機污染物對環境和人體健康造成的危害大，因此設計制備吸附效率高、吸附性能好的新型吸附材料來消除污染具有重要意義。

發明內容：

本發明的目的在于通過包合有機物制備吸附效率高、生產和使用費用低的吸附脫色材料，應用于工業廢水中有機污染物的分離、濃縮與去除。

為實現上述目的，本發明以鈣鹽和鈉鹽為骨架原料，以含磺(硫)酸基的陰離子型表面活性劑包括：多烷基苯磺酸鈉、多烷基硫酸鈉等為包合材料，輔以膠體化劑，制成吸附材料。鈣原料為氯化鈣，鈉鹽原料包括磷酸三鈉、草酸鈉、氟化鈉、偏硅酸鈉、碳酸鈉、硫酸鈉等，膠體化劑從有機溶劑甲醇、乙醇、丙酮中選取。通過原料篩選、用量配比、加入順序等實驗研究，合成了六種復合吸附脫色材料，測定了產物組成，并考察了對多種有機物的吸附效果。

一制備方法

1、原材料篩選

基于磷酸鈣、草酸鈣、氟化鈣、硅酸鈣、碳酸鈣、硫酸鈣沉淀反應制備復合材料。(1)鈣基原料：氯化鈣。(2)鈉鹽原料，包括磷酸三鈉、草酸鈉、氟化鈉、偏硅酸鈉、碳酸鈉、硫酸鈉。(3)有機原料：磺(硫)酸基的陰離子型表面活性劑，包括：多烷基苯磺酸鈉、多烷基硫酸鈉等(“多”：12-18)。(4)膠體化劑原料：甲醇、乙醇、丙酮。(5)絮凝劑：硫酸鋁、聚合氯化鋁。

2、材料制備