[發明專利]一種處理丙烯腈廢水的吸附劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310494670.9
• 申請日: 2013-10-19
• 公開（公告）號: CN103521183A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 岳欽艷;肖佳楠;高寶玉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/38
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

技術領域

本發明涉及一種處理丙烯腈廢水的吸附劑及其制備方法與應用，屬于環境保護與廢水的處理領域。

背景技術

水污染是我國當前面臨的主要環境問題之一。其中工業廢水占總污水量的70%以上，是國內外環保研究領域中的難題，它的凈化處理越來越受到人們的關注。丙烯腈工業生產中產生的含氰廢水屬于典型的高濃度有機廢水；研究表明，水環境中微量丙烯腈的存在，會造成水體的高毒性和潛在的“三致”毒性，在我國確定的優先控制有毒化學品名單中以及水中優先控制污染物黑名單中，丙烯腈均位列其中。如何有效的處理丙烯腈廢水是國內外公認的難題。目前最常見的處理方法為氧化法、電芬頓法、生物法，其中以生物法最為典型。

但是，丙烯腈廢水對微生物有很強的毒性和抑制作用，直接排入生化處理系統會對系統造成很大的沖擊。丙烯腈廢水中最難處理的污染物是聚合物，它主要來自于腈類物質的低分子聚合物或共聚物。這些聚合物在水中一般以膠體態或溶解態形式存在，難以水解并能被微生物利用，很難得到有效去除，這是造成丙烯腈廢水COD排放不達標的主要原因。

現有的吸附劑多為活性炭，可以降低進入生化系統丙烯腈及COD的濃度；但單獨的活性炭吸附不能使丙烯腈分解，排放到環境中會造成二次污染。因此，開發能與丙烯腈廢水中的污染物反應的吸附劑對于丙烯腈廢水處理具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術中丙烯腈廢水吸附劑容易造成二次污染的不足，本發明提供一種處理丙烯腈廢水的吸附劑及其制備方法與應用，尤其提供一種能與丙烯腈廢水中的污染物反應的吸附劑及其制備方法與應用。

本發明的技術方案如下：

一種處理丙烯腈廢水的吸附劑，該吸附劑是將蘆竹根活性炭顆粒在硫酸亞鐵溶液中浸泡，再將浸泡后的蘆竹根活性炭顆粒與乙醇水溶液、聚乙二醇-4000和NaBH₄水溶液常溫下混合反應，得到的負載有納米鐵的活性炭顆粒，即為本發明的吸附劑。

所述的蘆竹根活性炭顆粒是按如下步驟制得的：

將蘆竹根烘干、粉碎，過80～200目篩，將所得蘆竹根粉浸漬于焦磷酸水溶液中5～15h，將浸泡過的蘆竹根粉取出后置于馬弗爐中，于500～600℃炭化活化0.5～3h，冷卻，用90～100℃的去離子水洗滌至洗滌液pH值不變，烘干或自然晾干。

本發明的負載有納米鐵的活性炭顆粒吸附劑，比表面積為344.36～540.82m²/g，平均孔徑為3.489～5.310nm，顆粒平均粒徑為86.93～288.72μm，鐵負載量為7.5%～13.7%。

根據本發明，一種處理丙烯腈廢水的吸附劑的制備方法，步驟如下：

（1）將蘆竹的根水洗除雜，剪成段狀，烘干，粉碎后過80～200目篩，得蘆竹根粉；將蘆竹根粉浸漬于焦磷酸水溶液中5～15h，將浸泡過的蘆竹根粉取出后置于馬弗爐中，于500～600℃炭化活化0.75～3h，停止加熱，冷卻，用90～100℃的去離子水洗滌至洗滌液pH值不變，烘干或自然晾干，得蘆竹根活性炭顆粒；

（2）將步驟（2）得到的蘆竹根活性炭顆粒加入硫酸亞鐵溶液中，通氮氣攪拌浸泡2～5h；將浸泡液濾去，向固相中加入乙醇水溶液和聚乙二醇-4000，并滴加NaBH₄水溶液，通氮氣室溫下攪拌反應0.5～3h；

（3）反應完成后將反應液濾去，將固相洗滌至洗滌液呈中性，烘干即得。

根據本發明，優選的，步驟（1）中所述的烘干的方式為在105℃烘箱中烘干10～12h。

根據本發明，優選的，步驟（1）中所述的焦磷酸水溶液的質量濃度為40～50%，更優選45%；所述的蘆竹根粉與焦磷酸水溶液的質量比為1：（1～2）。

根據本發明，優選的，步驟（2）中所述的硫酸亞鐵溶液的摩爾濃度為0.05～0.1mol/L；所述的活性炭顆粒與硫酸亞鐵溶液的質量體積比為0.01～0.05g/ml。

根據本發明，優選的，步驟（2）中所述的乙醇水溶液中乙醇與水的體積比為1:（2～10），更優選3:7；所述的NaBH₄水溶液的摩爾濃度為0.5～1mol/L，更優選0.7mol/L。

根據本發明，優選的，步驟（2）中所述的NaBH₄水溶液滴加速率為1.5～7.5ml/min。以避免生成的納米鐵的團聚。