[發明專利]一種去除水體中熒光增白劑?VBL的方法

在審

• 申請號: 201710473643.1
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107162091A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 程建華;武士川;羅紫芬
• 申請（專利權）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;C07C51/41;C07C63/28;C02F101/38
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥,蔡茂略

技術領域

本發明屬于環境科學與工程領域，特別涉及一種使用鋁基金屬有機骨架MIL-68(Al)快速去除水體中熒光增白劑-VBL的方法。

背景技術

熒光增白劑-VBL(FWA-VBL)是一種性質獨特、應用廣泛的雙(三嗪氨基)型熒光增白劑，它的特性是能激發入射光線產生熒光，使所染物質獲得類似熒石的閃閃發光的效應，使肉眼看到的物質很白，達到增白的效果。在造紙、紡織、洗滌等工業中應用十分普遍。然而，在廢水和水處理行業，FWA-VBL的生產或使用過程中產生大量含有熒光增白劑是水體中的主要嚴重污染物。FWA-VBL屬于典型的芳香族雜化合物，它的生物毒性強，特別是對人體的肝臟損傷性大，而且它的可生化降解性差。FWA-VBL廢水含有大量的有機物和中間產物，成分復雜、難降解、分子量大、易成團、色度深及毒性強。處理這些含有機污染物熒光增白劑的水體是一個目前亟待解決的行業問題。對于水體中高濃度FWA-VBL廢水的處理技術，現有的方法包括物理法中的吸附、膜分離、混凝和磁分離技術；化學法中的化學氧化、催化氧化、超聲氧化和還原技術；除此之外還有生化法及電化學法等。比較而言，吸附法被認為是一種快速而有效去除FWA-VBL分子的方法之一，它可以選擇性的吸附染料等化合物分子，對于難降解FWA-VBL廢水的處理尤為適用。傳統的吸附材料如活性炭、天然礦物和工業廢渣等，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，并且對于低濃度的熒光增白劑廢水吸附效果不佳。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，研究開發出既能吸附水中低濃度染料分子又具有高吸附容量新型吸附材料是非常必要的。

發明內容

本發明旨在提供一種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快速吸附水中熒光增白劑-VBL分子而凈化水體，具有顯著的環境價值。

本發明是一種去除水體中熒光增白劑-VBL的方法，其技術方案包括以下具體步驟：

(1)制備鋁基金屬有機骨架材料MIL-68(Al)；

(2)活化步驟(1)得到的MIL-68(Al)；

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

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

步驟(2)中，所述的活化是在100～150℃條件下干燥3～5h。

優選的，步驟(3)中，所述的MIL-68(Al)的濃度是0.15～0.35g/L。

步驟(3)中，所述水體的熒光增白劑-VBL的含量≤1000mg/L。

步驟(4)中，所述吸附的溫度為5～40℃。

步驟(4)中，所述吸附的時間為≥20min。

優選的，步驟(4)中，所述pH值為4～9。

步驟(1)中，所述MIL-68(Al)的制備方法：將可溶性鋁鹽和有機配體溶于低沸點有機溶劑中，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)初產物；將初產物用去離子水洗滌3次，300～400℃煅燒活化8～12h，最后得到純化的MIL-68(Al)材料。

步驟(1)中，所述可溶性鋁鹽為硝酸鋁或氯化鋁；所述有機配體為對苯二甲酸；所述低沸點有機溶劑為甲醇，乙醇，丙醇或異丙醇。

步驟(1)中，所述的可溶性鋁鹽與有機配體摩爾比為(2～8)：1；所述的可溶性鋁鹽在有機溶劑中的濃度為0.10～0.15g/mL。

本發明相對于現有技術，具有如下的優點及有益效果：

(1)本發明使用的鋁基金屬有機骨架比表面積大，骨架帶正電荷，能與熒光增白劑-VBL分子形成強烈的靜電作用。