申請(qǐng)日2015.09.30
公開(kāi)(公告)日2015.12.23
IPC分類(lèi)號(hào)B01J20/26; C02F103/30; C02F1/28; B01J20/30
摘要
本發(fā)明屬于水處理材料領(lǐng)域，涉及一種去除印染廢水中酸性橙Ⅱ的鈦白粉復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將改性鈦白粉、改性高嶺土復(fù)合到氨化堅(jiān)果殼的孔道中，具體工藝包括堅(jiān)果殼洗凈、氨化、鈦白粉改性、高嶺土改性以及復(fù)合材料制備等。本發(fā)明制備的復(fù)合材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)用環(huán)氧樹(shù)脂將鈦白粉及高嶺土固定至堅(jiān)果殼中，既能發(fā)揮堅(jiān)果殼密度輕、比表面積大的特性，又能利用鈦白粉及高嶺土對(duì)酸性橙Ⅱ吸附能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn);(2)與鈦白粉及高嶺土粉體相比，復(fù)合材料避免了鈦白粉及高嶺土粉體團(tuán)聚結(jié)塊、酸性橙Ⅱ吸附力降低的問(wèn)題，又能避免吸附酸性橙Ⅱ染料的鈦白粉及高嶺土難以回收，引發(fā)二次污染的問(wèn)題;(3)與堅(jiān)果殼相比，復(fù)合材料大幅度的提高了酸性橙Ⅱ染料的飽和吸附量。復(fù)合材料可用于印染廢水處理，市場(chǎng)前景廣闊。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種去除印染廢水中酸性橙Ⅱ的鈦白粉復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：
1)清潔堅(jiān)果殼：將堅(jiān)果殼漂洗、烘干;其中堅(jiān)果殼為栗子殼、核桃殼、白果殼、瓜子殼之一種;
2)堅(jiān)果殼氨化：將清潔后的堅(jiān)果殼置于氨化溶液中，于40~60℃放置2小時(shí)，漂洗、烘干;其中氨化溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為：尿素濃度5~10g/L，乙二胺濃度5~10g/L，醋酸銨濃度5~10g/L，碳酸銨濃度5~10g/L;
3)鈦白粉改性：將鈦白粉置于草酸/高錳酸鉀混合水溶液中，攪拌3小時(shí)，過(guò)濾，于90℃干燥9小時(shí)，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的鈦白粉;其中草酸/高錳酸鉀混合水溶液中草酸的質(zhì)量濃度為10~30%，高錳酸鉀的質(zhì)量濃度為0.1~0.3%;
4)高嶺土改性：將高嶺土置于酒石酸鈉/雙氧水混合水溶液中，攪拌6小時(shí)，過(guò)濾，于120℃干燥6小時(shí)，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的高嶺土;其中酒石酸鈉/雙氧水混合水溶液中酒石酸鈉的質(zhì)量濃度為5~10%，雙氧水的質(zhì)量濃度為1~3%;
5)復(fù)合材料制備：在質(zhì)量濃度為50%的丙酮水溶液中，依次加入環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯醇、氨化堅(jiān)果殼、改性鈦白粉、改性高嶺土，攪拌3小時(shí)，混合物置于干燥箱中，于100℃干燥6小時(shí)，得鈦白粉復(fù)合材料;其中各種物料的重量比為丙酮水溶液/環(huán)氧樹(shù)脂/聚乙烯醇/氨化堅(jiān)果殼/改性鈦白粉/改性高嶺土=4/1/1/1/1/1。
說(shuō)明書(shū)
一種去除印染廢水中酸性橙Ⅱ的鈦白粉復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除印染廢水中酸性橙Ⅱ的鈦白粉復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)
染料是與人類(lèi)生活關(guān)系最為密切的化學(xué)品門(mén)類(lèi)之一，其產(chǎn)品屬性決定了這是一個(gè)以創(chuàng)新為最直接驅(qū)動(dòng)力的行業(yè)。160多年的染料發(fā)展史也明證了這一點(diǎn)。先是人類(lèi)對(duì)色彩的追求，催生了合成染料工業(yè);而隨著新型紡織材料的誕生，科學(xué)家又開(kāi)發(fā)出適合于滌綸的分散染料和用于腈綸的陽(yáng)離子染料……不同的印染工藝、不同的應(yīng)用領(lǐng)域、與時(shí)俱進(jìn)的消費(fèi)需求，對(duì)染料提出了各種各樣的新要求，染料工業(yè)就是在不斷地通過(guò)產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展壯大起來(lái)的�？梢哉f(shuō)，現(xiàn)代染料工業(yè)天生就具備創(chuàng)新的原始基因。目前，中國(guó)染料行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)面臨的最大難關(guān)就是如何根治“三廢”污染，特別是高鹽廢水和廢酸，而要清除污染痼疾最有力的手段就是研發(fā)新型的清潔生產(chǎn)工藝。以催化加氫還原代替鐵粉還原工藝、以連續(xù)生產(chǎn)取代間歇式生產(chǎn)等創(chuàng)新型技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，從根源上消除了“三廢”的產(chǎn)生，同時(shí)清潔生產(chǎn)集成技術(shù)使原來(lái)的“三廢”變成了資源，既減少了污染物排放，又提高了生產(chǎn)效率和資源、能源利用率。而只有擁有這樣的創(chuàng)新技術(shù)和能力的企業(yè)，才可以在染料工業(yè)的王國(guó)中生存與發(fā)展。
酸性橙Ⅱ，金黃色粉末，溶于水呈紅光黃色，溶于乙醇呈橙色，于濃硫酸中為品紅色，將其稀釋后生成棕黃色沉淀。其水溶液加鹽酸生成棕黃色沉淀，加氫氧化鈉呈深棕色。主要用于蠶絲，羊毛織品的染色，也可用于皮革，紙張的染色。在甲酸浴中可染錦綸。該品可在毛，絲錦綸上直接印花，也可用作指標(biāo)劑和生物著色。
鈦白粉英文名稱(chēng)：titaniumoxide主要成分為二氧化鈦(TiO2)的白色顏料。鈦白粉學(xué)名為二氧化鈦(titaniumdioxide)，分子式為T(mén)iO2是一種多晶化合物，其質(zhì)點(diǎn)呈規(guī)則排列，具有格子構(gòu)造。隨著鈦白粉行業(yè)的不斷發(fā)展越來(lái)越多的品牌被人類(lèi)認(rèn)識(shí)，《2013-2017年中國(guó)鈦白粉行業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)鈦白粉總產(chǎn)能占世界的30%，是世界最大的鈦白粉生產(chǎn)國(guó)，2011年全國(guó)鈦白粉總產(chǎn)能為約260萬(wàn)噸。
本發(fā)明的創(chuàng)造性在于：(1)堅(jiān)果殼/環(huán)氧樹(shù)脂/聚乙烯醇/鈦白粉/高嶺土復(fù)合材料是一種新型水處理材料，作為環(huán)保材料功能開(kāi)發(fā)潛力巨大;(2)用環(huán)氧樹(shù)脂將改性鈦白粉及改性高嶺土固定至氨化堅(jiān)果殼中，制備堅(jiān)果殼生物質(zhì)復(fù)合材料的制備工藝未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道;(3)復(fù)合的聚乙烯醇能改善復(fù)合材料吸附染料的適應(yīng)性;(4)無(wú)論與鈦白粉、高嶺土粉體相比，還是堅(jiān)果殼相比，復(fù)合材料的物質(zhì)形態(tài)、成分結(jié)構(gòu)、水處理效率等性能均具備突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明屬于水處理材料領(lǐng)域，涉及一種去除印染廢水中酸性橙Ⅱ的鈦白粉復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將改性鈦白粉、改性高嶺土復(fù)合到氨化堅(jiān)果殼的孔道中，具體工藝包括堅(jiān)果殼洗凈、氨化、鈦白粉改性、高嶺土改性以及復(fù)合材料制備等。本發(fā)明制備的復(fù)合材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)用環(huán)氧樹(shù)脂將鈦白粉及高嶺土固定至堅(jiān)果殼中，既能發(fā)揮堅(jiān)果殼密度輕、比表面積大的特性，又能利用鈦白粉及高嶺土對(duì)酸性橙Ⅱ吸附能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn);(2)與鈦白粉及高嶺土粉體相比，復(fù)合材料避免了鈦白粉及高嶺土粉體團(tuán)聚結(jié)塊、酸性橙Ⅱ吸附力降低的問(wèn)題，又能避免吸附酸性橙Ⅱ染料的鈦白粉及高嶺土難以回收，引發(fā)二次污染的問(wèn)題;(3)與堅(jiān)果殼相比，復(fù)合材料大幅度的提高了酸性橙Ⅱ染料的飽和吸附量。復(fù)合材料可用于印染廢水處理，市場(chǎng)前景廣闊。
本發(fā)明提出的去除印染廢水中酸性橙Ⅱ的鈦白粉復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：
1)清潔堅(jiān)果殼：將堅(jiān)果殼漂洗、烘干;其中堅(jiān)果殼為栗子殼、核桃殼、白果殼、瓜子殼之一種;
2)堅(jiān)果殼氨化：將清潔后的堅(jiān)果殼置于氨化溶液中，于40~60℃放置2小時(shí)，漂洗、烘干;其中氨化溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為：尿素濃度5~10g/L，乙二胺濃度5~10g/L，醋酸銨濃度5~10g/L，碳酸銨濃度5~10g/L;
3)鈦白粉改性：將鈦白粉置于草酸/高錳酸鉀混合水溶液中，攪拌3小時(shí)，過(guò)濾，于90℃干燥9小時(shí)，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的鈦白粉;其中草酸/高錳酸鉀混合水溶液中草酸的質(zhì)量濃度為10~30%，高錳酸鉀的質(zhì)量濃度為0.1~0.3%;
4)高嶺土改性：將高嶺土置于酒石酸鈉/雙氧水混合水溶液中，攪拌6小時(shí)，過(guò)濾，于120℃干燥6小時(shí)，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的高嶺土;其中酒石酸鈉/雙氧水混合水溶液中酒石酸鈉的質(zhì)量濃度為5~10%，雙氧水的質(zhì)量濃度為1~3%;
5)復(fù)合材料制備：在質(zhì)量濃度為50%的丙酮水溶液中，依次加入環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯醇、氨化堅(jiān)果殼、改性鈦白粉、改性高嶺土，攪拌3小時(shí)，混合物置于干燥箱中，于100℃干燥6小時(shí)，得鈦白粉復(fù)合材料;其中各種物料的重量比為丙酮水溶液/環(huán)氧樹(shù)脂/聚乙烯醇/氨化堅(jiān)果殼/改性鈦白粉/改性高嶺土=4/1/1/1/1/1。
將上述鈦白粉復(fù)合材料置于含酸性橙Ⅱ的印染廢水中，調(diào)節(jié)溶液pH值為5~6，于25℃吸附4小時(shí)，廢水中酸性橙Ⅱ的濃度為10~100mg/L，吸附完畢，過(guò)濾;通過(guò)檢測(cè)溶液中殘留的酸性橙Ⅱ量，得出堅(jiān)果殼生物質(zhì)復(fù)合材料的酸性橙Ⅱ吸附量。
