[發明專利]一種三聯吡啶基凝膠材料處理工業廢水中的甲醛的方法

有效

• 申請號: 201410483228.0
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104261506A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 郝京誠;宋沙沙;宋愛新
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發明涉及一種脫除廢水中甲醛的新方法，特別涉及一種三聯吡啶基凝膠材料處理工業廢水中的甲醛的方法。

背景技術

隨著社會的進步和人民生活水平的提高，人們對生活品質提出了更高的要求。百姓購房，居室裝修，以及石油、煤、天然氣、化工制品、汽車等的應用與推廣，在提高我們生活水平的同時也引起了易揮發性有機化合物的排放，造成了空氣污染。2004年，世界衛生組織的國際癌癥研究中心(IARC)發表的報告中稱在易揮發性的有機化合物中，甲醛被認為是主要的致癌物質之一。高濃度的甲醛會對人類的呼吸系統、神經系統和免疫系統產生深遠的影響，長期接觸低濃度的甲醛也會對人體健康產生不利影響。因此，開發高效、便捷、安全有效的凈化方法去除甲醛是當務之急。

目前常用的工業廢水中甲醛的處理方法有物理法、化學法、光催化氧化法、生物法等。一般來講，在甲醛的去除中，操作簡單、造價低廉、原料消耗少、凈化過程迅速等特點對甲醛的處理非常重要。對于常見的去除方法，物理吸附法中，活性炭的價格昂貴，不易再生，并且由于甲醛吸附后并沒有改變其化學性質，沒有達到降解和完全礦化的目的，在適當的條件下重新釋放出來容易造成二次污染；化學法可以達到較好的去除效果，但需要消耗大量化學試劑，成本高；光催化氧化法雖然具有能耗低、無二次污染的特點，但需要在紫外光的照射下完成；生物法的運行成本較低，環境污染少，而微生物的活性對甲醛的初始濃度、溫度和pH條件要求較苛刻，適用范圍有限。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種三聯吡啶基凝膠材料處理工業廢水中的甲醛的方法。本發明特別針對甲醛工業廢水，采用易獲取的原料，經過簡單制備步驟得到凝膠，與廢水直接混合發生吸附并將甲醛轉變成為無毒的有機鹽，離心后將廢水與原料分離，經過處理后的廢水通過透析的方法可以獲取有機鹽，將使用過的原料加入到堿金屬的堿溶液中又可以得到凝膠重復利用，是一種高效、簡單、針對性強的甲醛工業廢水的快速凈化方法。該方法可較為方便地將廢水中的甲醛去除，路線簡單、操作簡單，且基本不引入副產物。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

本發明提供一種三聯吡啶基凝膠材料處理工業廢水中的甲醛的方法，具體步驟如下：

1)合成三聯吡啶的衍生物:4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三聯吡啶；

2)取4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三聯吡啶粉末加入到氫氧化鈉或者氫氧化鉀的溶液中，常溫攪拌使其溶解，得到0.01～0.05mol/L的4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三聯吡啶鹽溶液，靜置，得到三聯吡啶基凝膠；

3)將三聯吡啶基凝膠加入到甲醛工業廢水中，攪拌混合均勻，靜置，進行甲醛的吸附，并將其轉變成甲醇的鈉鹽或者鉀鹽以及甲酸的鈉鹽或者鉀鹽，回收后既得無甲醛廢水。

所述步驟3)中甲醛回收處理包括原料的回收以及凝膠的重新形成、以及甲醇的鈉鹽或者鉀鹽以及甲酸的鈉鹽或者鉀鹽的回收操作，步驟如下：

A)通過離心或過濾操作，分離獲取吸附凈化甲醛后的三聯吡啶基凝膠；

B)將去除甲醛后的凝膠分散于氫氧化鈉或者氫氧化鉀的溶液中，得到三聯吡啶基凝膠；

C)通過透析的方法將廢水中的甲醇金屬鹽和甲酸金屬鹽進行回收利用。

所述步驟A)處理步驟為：將去除完成后獲得混合液，離心或過濾，取下層凝膠原料，即得三聯吡啶基凝膠。

所述步驟A)中，離心的速率為2000～3000轉/分。

所述步驟1)中，4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三聯吡啶的操作步驟為：將4-甲酰基苯甲酸甲酯和2-乙酰基吡啶加入到乙醇中，然后再加入濃氨水與氫氧化鈉，反應至溶液變為黃色，攪拌1小時后變為紅色，再在室溫下攪拌16～18小時，得到黃色沉淀和淺黃色溶液，加入水，再加入鹽酸形成黃色沉淀和紅色溶液，過濾得到沉淀，將得到的沉淀溶于乙醇中回流0.5～2小時后，過濾，真空干燥，即得4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三聯吡啶粉末。其中優選的反應時間為17小時，優選的回流時間為1小時。

所述步驟2)中氫氧化鈉或者氫氧化鉀的濃度為0.4～1mol/L。

所述步驟2)中，靜置時間為0.5～1.5小時。

所述步驟3)中，吸附去除時間為3～5小時。

優選的堿溶液為氫氧化鉀溶液，濃度為0.4～1mol/L。優選的濃度為0.5mol/L。

所述步驟2)中，優選的4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三聯吡啶的濃度為0.05mol/L。