[發明專利]釩基材料吸附回收廢水中有機陽離子染料的制備與應用

在審

• 申請號: 202210595304.1
• 申請日: 2022-05-28
• 公開（公告）號: CN114887579A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 方東;王夢桃
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/30
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

本發明提供釩基材料吸附回收廢水中有機陽離子染料的制備與應用，屬于水中有機染料處理技術領域。該材料的制備方法是以含釩化合物、草酸和可溶性金屬離子鹽為原料，以六次亞甲基四胺、雙氰胺、液氨中的一種作為表面活性劑，通過水熱法制得釩基吸附材料。該方法制備的釩基吸附材料為納米粉末結構，比表面積大于15m²/g，對陽離子染料吸附容量可達1079mg/g以上，同時該釩基吸附材料還可以重復利用。該釩基吸附材料的制備方法簡單易操作，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體而言，涉及釩基材料吸附回收廢水中有機陽離子染料的制備與應用。

背景技術

近年來，伴隨著工業的發展，染料合成、印刷、造紙、紡織、電鍍、紙漿廠、食品和化妝品等行業開始崛起，大量含有染料的工業廢水被排放到環境中，對水資源造成了嚴重污染。其中陽離子染料作為一種重要的化工原料，其陽離子基團能與織物中第三單體的酸性基團結合而使纖維染色，被認為是腈綸纖維染色的專用染料。染料顏色鮮艷，當陽離子染料被排放進入水體后，會阻礙水體透光性,減緩水生植物的光合作用和生長，降低水中氣體的溶解，破壞水生生態系統。并且染料含有復雜的芳香基團難以生物降解脫色，而且許多染料或其降解產物具有生物毒性，能夠致癌、致畸甚至誘發基因突變，這些有毒物質可經食物鏈傳遞至人體，并對人體造成傷害，因此去除水中陽離子染料對保護環境具有十分重要的意義。

現在已有的從廢液中去除有機染料的方法包括：膜沉淀法、絮凝法、離子交換法、生物處理法、光催化降解法和吸附法等，其中吸附法因為具有對環境友好、成本低、效率相對較高、操作簡單等優點，受到人們廣泛關注。專利CN 109126703 A一種提高印花廢液提取物所制備吸附劑吸附容量的方法，廢液中先加入能夠釋放氫離子的化學物質，再加入化學藥劑，在超聲波輔助下攪拌加熱至溫度高于連接料的軟化點0-20℃后停止攪拌，保持超聲波處理并保溫一定時間；待塊狀提取物體積收縮充分，固液分離，去除水，加入飽和氫氧化鉀溶液，待塊狀提取物充分吸收氫氧化鉀后停止超聲波處理；取出塊狀提取物，冷卻、破碎后將其低溫干燥；在氮氣保護下于700℃一步炭化活化1-4小時，破碎后制得吸附劑。該吸附劑對陽離子染料吸附容量達460mg/g以上，但是制備工藝復雜。因此找到一種制備工藝簡單，吸附容量高的吸附劑非常重要。

釩基材料在染料吸附過程中表現出了不錯的潛力，并且其制備方法簡單，原料價格低廉，應用價值較高。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了釩基材料吸附回收廢水中有機陽離子染料的制備與應用，本發明在水熱合成的基礎上，再裝于透析袋中吸附回收廢水中有機陽離子染料，該方法易于制備、吸附后的產物易分離，有機陽離子染料易于洗脫、回收。

本發明所提供的技術方案如下：

將一定比例的含釩化合物、草酸、表面活性劑、可溶性金屬離子鹽溶解于水中，完全溶解后于80-180℃水熱反應1-72小時，反應結束后，過濾洗滌，50-100℃下真空干燥。

含釩化合物為三氧化二釩、二氧化釩、五氧化二釩、釩酸銨、釩酸鈉、釩酸鉀、偏釩酸銨、偏釩酸鉀中的一種或幾種。

表面活性劑為六次亞甲基四胺、雙氰胺、液氨中的一種。

可溶性金屬離子鹽為堿金屬鹽氯化鈉、氯化鉀、醋酸鈉、醋酸鉀、硝酸鈉、硝酸鉀和過渡金屬鹽硝酸銀、乙酸錳、乙酸鈷、乙酸鎳、乙酸鐵、氯化錳、氯化鈷、氯化鎳、氯化鐵、硝酸錳、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸鐵、氯化銅、乙酸銅中的一種。

含釩化合物：草酸：表面活性劑：可溶性金屬離子鹽＝1：(1-5)：(0.01-0.1)：(0.5-3)。

陽離子染料包括亞甲基藍、結晶紫、孔雀石綠、玫瑰紅B、苯胺紫、陽離子藍X-B、陽離子金黃X-GL、甲基橙，陽離子染料在水中的濃度為1-500mg/L。