[發明專利]一種選擇性去除廢水中含磺酸基團染料的吸附劑及其方法

有效

• 申請號: 201610019430.7
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105502564B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 牛和林;王紅紅;陳京帥;毛昌杰;宋吉明;張勝義
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F101/34
• 代理公司: 北京恒創益佳知識產權代理事務所(普通合伙)11556
• 代理人: 宋華

技術領域

本發明屬于印染污水處理技術領域，具體涉及一種選擇性去除廢水中含磺酸基團染料的吸附劑及其方法。

背景技術

甲基藍、甲基橙、剛果紅都屬于含有磺酸基團的染料，常被用于紡織、紙張、涂料、皮革等行業中，在生產過程中，會產生大量的工業廢水，而染料也成為了工業廢水的主要成分。由于含有磺酸基團的染料分子的結構復雜且穩定，在自然地條件下很難降解。目前用于除去廢水中染料的方法主要有臭氧化，氧化，化學混凝/絮凝，濁點萃取，光催化，離子交換，正向滲透、吸附等方法，其中吸附技術由于操作簡單、消費低、效率比較高，已經引起的廣泛的關注。

目前已經報道了一些吸附劑用于除去甲基藍、甲基橙、剛果紅，如《合金與化合物雜志》(Journal of Alloys and Compounds：2015年，640卷，第362-372頁)報道了CoFe₂O₄去除剛果紅的吸附量達到190.5mg/g。《科學報告》(Scientific reports：2015年，5卷)報道了非晶型的NiO納米材料對甲基藍的吸附量達到10584.6mg/g。《環境科學納米》(Environmental Science Nano:2014年，1卷，第172-180頁)報道了CuZn–HDS對甲基橙的吸附量為847mg/g。荷蘭《膠體和表面A：物理化學和工程》(Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，2015年，485卷，第125-135頁)報道了Cu(II)-AMTD對含有磺酸基團的染料的吸附研究。《應用催化B：環境》(Applied Catalysis B:Environmental,2015年，164卷，第234-240頁)報道了Cu₂O/Cu₂(OH)₃NO₃復合物對甲基橙的吸附與光催化作用。但是值得注意的是同時對甲基藍、甲基橙、剛果紅都有很好的吸附效果和對混合染料(甲基橙和亞甲基藍的混合液、剛果紅和亞甲基藍的混合液)具有選擇性吸附的吸附劑還未見報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足提出一種選擇性去除廢水中含磺酸基團染料的吸附劑及其方法。

本發明的技術方案如下：

一種選擇性去除廢水中含磺酸基團染料的方法，利用吸附劑選擇性吸附廢水中的含磺酸基團染料；所述吸附劑為納米片狀堿式硝酸銅。

所述的方法，包括以下步驟：首先，將納米片狀堿式硝酸銅投入到含磺酸基團染料的廢水中，攪拌，使得含有磺酸基團的染料吸附在所述的納米片狀堿式硝酸銅上，不含磺酸基團的染料不會被納米片狀堿式硝酸銅吸附；然后從水中分離吸附含有磺酸基團染料的納米片狀堿式硝酸銅，即去除了廢水中的含有磺酸基團的染料。

所述的方法，所述廢水中含磺酸基團染料的濃度為50-500mg/L，用于吸附含磺酸基團染料的吸附劑的質量為200mg/L。

所述的方法，所述的堿式硝酸銅材料的長度為200-300nm，寬度為200-300nm，厚度為20-30nm。

一種選擇性去除廢水中含磺酸基團染料的吸附劑，所述吸附劑為納米片狀堿式硝酸銅，所述的納米片狀堿式硝酸銅的長度為200-300nm，寬度為200-300nm，厚度為20-30nm。

所述吸附劑的制備方法，包括以下步驟，稱取三水合硝酸銅溶解在蒸餾水中，向硝酸銅水溶液中緩慢滴加0.1mol/L的NaOH水溶液，磁力攪拌10min，得到藍色懸濁液；該懸濁液在頻率20kHz，功率600W的超聲場中超聲45min；當反應結束后，自然冷卻至室溫，將樣品分別用蒸餾水和乙醇7000r/min高速離心洗滌各三次，最后將所得產物在60℃真空干燥箱中干燥12h，得到藍色粉末。

所述的吸附劑的制備方法，三水合硝酸銅與NaOH的摩爾比為2:3。

本發明中所述的含磺酸基團染料是剛果紅、甲基藍、甲基橙；所述的不含磺酸基團染料是亞甲基藍；

本發明采用納米片狀的堿式硝酸銅高效地、選擇性的吸附含有磺酸基團的染料，而對不含有磺酸基團的染料則不產生吸附作用。這種方法具有操作過程簡單、花費低、效率高等特點，在工業生產中具有潛在的應用價值。

附圖說明

圖1為實施例1中制備的納米片狀堿式硝酸銅的X-射線衍射圖(XRD)。