[發(fā)明專利]一種去除水體中熒光增白劑?VBL的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710472550.7
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107128998A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設計）人: 程建華;武士川;張小麗;陳柔羲
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學;廣州潮徽化工科技有限公司
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/22;B01J20/30;C02F101/38
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥,蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境科學與工程領(lǐng)域，特別涉及一種使用鋁基金屬有機骨架/氧化石墨烯復合材料快速去除水體中熒光增白劑-VBL的方法。

背景技術(shù)

熒光增白劑-VBL(FWA-VBL)是雙(三嗪氨基)型熒光增白劑的典型代表產(chǎn)品，涉及印染、紡織、洗滌、造紙、皮革、塑料、涂料等多個行業(yè)，其結(jié)構(gòu)復雜，穩(wěn)定性強，屬于典型的芳香族化合物，分子結(jié)構(gòu)中包含多個苯環(huán)，同時具有二苯乙烯和苯氨基三嗪兩個共軛體系，不易生化降解，并且可在環(huán)境中持續(xù)累積。已經(jīng)有研究指出殘留的FAW-VBL對人體具有基因毒性和致癌性。隨著熒光增白劑大量使用，如何有效地處理熒光增白劑廢水成為一個備受關(guān)注的環(huán)境問題。目前，處理含熒光增白劑水體的方法主要有高級氧化技術(shù)、光降解技術(shù)、生物降解技術(shù)以及吸附技術(shù)，其中吸附法因其成本低廉和操作性強，被認為是一種快速高效的去除水中熒光增白劑分子的方法，吸附技術(shù)的核心在于吸附劑。傳統(tǒng)的吸附材料如活性炭、天然礦物和工業(yè)廢渣等，對熒光增白劑廢水均顯示出一定的吸附容量，但是其吸附量有限，在吸附FWA-VBL方面，具有代表性的研究是Wu F.(Wu F.,Zheng P.,Qin F.,Bai B.,Wang H.-l.and Suo Y.-r.(2015).Adsorption of fluorescent whitening agent-VBL in the waste water by TiO2@yeast microspheres and regeneration research.China Environmental Science,35(8),2342-50)等使用TiO₂@酵母微球吸附FWA-VBL，在10、25和50℃條件下得到最大吸附容量分別為154.56、160.51和167.50mg/g。因此，尋找具有更大吸附容量和更快吸附速率的吸附劑十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種用于快速去除水體中熒光增白劑-VBL的方法，通過使用鋁基金屬有機骨架/氧化石墨烯復合材料快速吸附水體中熒光增白劑-VBL分子而凈化水體，具有顯著的環(huán)境價值。

本發(fā)明是一種用于快速去除水體中熒光增白劑-VBL的方法，其技術(shù)方案包括以下步驟：

(1)制備鋁基金屬有機骨架/氧化石墨烯復合材料MIL-68(Al)/GO。

(2)將步驟(1)得到的MIL-68(Al)/GO按照0.05～0.5g/L濃度均勻分散到含熒光增白劑-VBL水體中，得到吸附初始溶液。

(3)將步驟(2)得到吸附初始溶液的pH值調(diào)為2～11，進行吸附，得到吸附凈化溶液。

步驟(2)中，所述水體中熒光增白劑-VBL的含量≤1000mg/L。

優(yōu)選的，步驟(2)中，MIL-68(Al)/GO的濃度為0.10～0.30g/L。

優(yōu)選的，步驟(3)中，所述pH值為4～9。

步驟(3)中，所述吸附的溫度為5～40℃。

步驟(3)中，所述吸附的時間≥10min。

步驟(1)中，所述MIL-68(Al)/GO的制備方法：將氧化石墨烯分散于N,N′-二甲基甲酰胺中，超聲分散均勻之后，再加入可溶性鋁鹽和有機配體，攪拌使之充分溶解，得到反應混合液；將反應混合液置于反應器中，在梯度升溫至130～150℃后恒溫反應5～12h，冷卻至室溫，過濾得到金屬有機骨架材料MIL-68(Al)/GO初產(chǎn)物；將初產(chǎn)物用DMF和甲醇分別洗滌3次，80～110℃干燥8～12h，最后得到純化的MIL-68(Al)/GO材料。

步驟(1)中，所述的可溶性鋁鹽為硝酸鋁或氯化鋁；所述的可溶性鋁鹽與有機配體的摩爾比為1：(1～4)；所述的可溶性鋁鹽在N,N′-二甲基甲酰胺中的濃度為0.008～0.019g/mL。

步驟(1)中，所述的氧化石墨烯粉末在N,N′-二甲基甲酰胺中的濃度為0.4mg/mL～1.5mg/mL。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明使用的鋁基金屬有機骨架/氧化石墨烯復合材料具有較高的原子密度，較高的比表面和孔容，氧化石墨烯的六角碳原子平面強化了與熒光增白劑分子結(jié)構(gòu)中的π-π堆積作用，從而提高了吸附容量。

(2)本發(fā)明使用的鋁基金屬有機骨架/氧化石墨烯復合材料能夠快速吸附去除水中的熒光增白劑-VBL分子。

(3)本發(fā)明使用的鋁基金屬有機骨架/氧化石墨烯復合材料在吸附去除水中的熒光增白劑-VBL中具有較高的吸附容量。