申請日2017.01.06
公開(公告)日2017.05.17
IPC分類號B01J20/14; B01J20/28; B01J20/30; C02F1/28; C02F101/30
摘要
CNX改性硅藻土的制備和利用其吸附剛果紅廢水的方法，屬于廢水吸附技術(shù)領(lǐng)域。將三聚氰胺、硅藻土加入反應(yīng)器中并置于60‑90℃水浴鍋中進(jìn)行溶解，待三聚氰胺完全溶解后加入稀硝酸，三聚氰胺的質(zhì)量與硅藻土的質(zhì)量與稀硝酸的體積值比例為1‑5g:0.5‑3g：10ml，上述配制好的溶液，繼續(xù)在水浴鍋攪拌，攪拌10‑30min，然后，取出上述溶液在空氣中進(jìn)行冷卻，待形成固體棉絮狀后，進(jìn)行過濾，過濾后固體進(jìn)行干燥，即可得到CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料。進(jìn)一步還進(jìn)行熱處理。作為吸附劑應(yīng)用，用于吸附剛果紅染料。
權(quán)利要求書
1.CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟包括如下:將三聚氰胺、硅藻土加入反應(yīng)器中并置于60-90℃水浴鍋中進(jìn)行溶解，待三聚氰胺完全溶解后加入稀硝酸，三聚氰胺的質(zhì)量與硅藻土的質(zhì)量與稀硝酸的體積值比例為1-5g:0.5-3g：10ml，上述配制好的溶液，繼續(xù)在水浴鍋攪拌，攪拌10-30min，然后，取出上述溶液在空氣中進(jìn)行冷卻，待形成固體棉絮狀后，進(jìn)行過濾，過濾后固體進(jìn)行干燥，即可得到CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料。
2.按照權(quán)利要求1所述的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，三聚氰胺的質(zhì)量與硅藻土的質(zhì)量與稀硝酸的體積值比例為1g：1g：10ml。
3.按照權(quán)利要求1所述的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，得到的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料進(jìn)一步熱處理煅燒，熱處理條件為在空氣條件下，熱處理溫度為150-550℃，熱處理的時間1-3小時。
4.按照權(quán)利要求3所述的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，熱處理溫度為150-250℃。
5.按照權(quán)利要求3所述的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，熱處理時間為2小時。
6.按照權(quán)利要求1-5任一項所述的方法制備得到的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料。
7.按照權(quán)利要求1-5任一項所述的方法制備得到的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料，其特征在于，CNX與硅藻土的質(zhì)量比為1-5：1。
8.按照權(quán)利要求1-5任一項所述的方法制備得到的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，作為吸附劑，用于吸附剛果紅染料。
9.按照權(quán)利要求8的應(yīng)用，其特征在于，將CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料加入到含有剛果紅染料的廢水中，混勻并攪拌，使CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料充分吸附剛果紅，然后過濾分離，除去吸附有剛果紅的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料。
10.按照權(quán)利要求9的應(yīng)用，其特征在于，剛果紅廢水溶液的初始濃度為2000mg/L，每50mL剛果紅溶液中加入的吸附劑用量為0.1-0.5g;進(jìn)行震蕩吸附:吸附溫度30-50℃，震蕩吸附時間為1-5min,pH值為6-7。
說明書
CNX改性硅藻土的制備和利用其吸附剛果紅廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于廢水吸附技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及吸附劑、制備和利用其處理剛果紅廢水的方法。
背景技術(shù)
近年來，染料和重金屬成為環(huán)境污染的重要部分。染料是一種重要的化工產(chǎn)品，它具有廣泛的應(yīng)用，但是染料廢水的排放會對環(huán)境造成巨大污染。低濃度的染料也會產(chǎn)生很濃的顏色，對人們的健康不利。此外，由于染料減少了陽光在水中上午傳輸，因此，它還會影響水生植物的生長。其中，剛果紅是一種典型的有機(jī)染料。
目前廢水主要有三種處理方法，分別為物理作用、化學(xué)分解法以及生物分解法。具體方法有吸附、萃取、離子交換、電滲析、反滲透、電催化氧化法等，這些方法可以成功的實(shí)現(xiàn)廢水處理的工業(yè)化，但是操作過程都比較復(fù)雜，甚至有可能造成二次污染，使得廢水的處理難度加大。而吸附法是利用吸附劑對液體或氣體中某組分具有選擇性吸附的能力，使其暫時沉積在吸附劑上，從而實(shí)現(xiàn)從混合物中分離該組分的目的，該過程操作安全簡便、無二次污染。其中，活性炭在廢水處理中呈現(xiàn)了很好的性能，但是卻價格昂貴。
綜上，現(xiàn)有技術(shù)中吸附法處理廢水仍具有很大的優(yōu)勢，而吸附法處理廢水過程中所使用的吸附劑仍末達(dá)到理想的效果，性能優(yōu)異的吸附劑的研發(fā)仍然是當(dāng)前該技術(shù)領(lǐng)域科研工作的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的處理剛果紅廢水中的不足，提供一種高效去除剛果紅廢水的吸附劑、制備方法和利用其處理CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料廢水的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料的制備方法，具體步驟為:將三聚氰胺、硅藻土加入反應(yīng)器中并置于60-90℃水浴鍋中進(jìn)行溶解，待三聚氰胺完全溶解后加入稀硝酸，三聚氰胺的質(zhì)量與硅藻土的質(zhì)量與硝酸的體積值分別為1-5g:0.5-3g：10ml(優(yōu)選1g：1g：10ml)，上述配制好的溶液，繼續(xù)在水浴鍋攪拌，攪拌10-30min，然后，取出上述溶液在空氣中進(jìn)行冷卻，待形成固體棉絮狀后，進(jìn)行過濾。過濾后固體進(jìn)行干燥，即可得到CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料。
稀硝酸濃度為常用的，一般為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-6%。
進(jìn)一步優(yōu)選，對上述得到的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料進(jìn)一步熱處理煅燒，熱處理條件為在空氣條件下，熱處理溫度為150-550℃(優(yōu)選150-250℃)，熱處理的時間1-3小時，優(yōu)選2小時。
按上述方案，所述的干燥結(jié)束后，得到自色或灰色的棉絮狀樣品。CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料，優(yōu)選其微觀形貌為纖維棒狀，其中，優(yōu)選CNX與硅藻土的質(zhì)量比為1-5。
CNX為碳氮有機(jī)材料。
CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料作為吸附劑的應(yīng)用，優(yōu)選用于吸附剛果紅染料。
一種利用上述CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料處理剛果紅染料廢水的方法，其具體步驟為:將CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料加入到含有剛果紅染料的廢水中，混勻并攪拌，使CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料充分吸附剛果紅，然后過濾分離，除去吸附有剛果紅的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料。
按上述方案，剛果紅廢水溶液的初始濃度為2000mg/L，每50mL剛果紅溶液中加入的吸附劑用量為0.1-0.5g;所述震蕩吸附條件:吸附溫度30-50℃，震蕩吸附時間為1-5min,pH值為6-7。
本發(fā)明的有益效果:
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明提供的吸附劑具有較高的比表面積以及較低的成本，且環(huán)境友好，中性或弱酸性條件下具有良好的穩(wěn)定性等特點(diǎn)。
(2)本發(fā)明通過在硅藻土基體中復(fù)合適當(dāng)量的CNX形成的具有為纖維棒狀的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料,可明顯提升其吸附去除剛果紅的性能，達(dá)到高效去除的目的。該復(fù)合材料5min即可達(dá)到吸附平衡，剛果紅最大吸附量可達(dá)350mg/g。
(3)本發(fā)明提供的CNX負(fù)載硅藻土復(fù)合材料吸附劑去除廢水的方法具有無需特殊設(shè)備，步驟簡便快捷，處理過程中不會引入其他有害物質(zhì)，吸附速率快，吸附效率高等特點(diǎn)。
