专利名称：一种处理2-氯-3-吡啶甲醛废水磁性纳米材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种处理2氯-3-吡啶甲醛废水的材料制备方法，尤其涉及磁性纳米材料的制备方法，属于甲醛废水处理技术领域。
背景技术：
2氯-3-吡啶甲醒，因吡啶环的存在，使得分子化学性质稳定，是甲醛废水中难以除去的成分，刺激性强；浓度低时，抑制水中微生物的生长；高浓度时，使蛋白质变质，微生物难以生存，严重影响水质。 目前，国内外研究者对甲醛废水处理的方法局限在化学、生物法。氧化技术工艺简单，氧化处理效果好，无二次污染，但氧化剂消耗量大，费用高；吹脱法操作简单，成本少，但只适用于高浓度的甲醛废水；生物处理法工艺成熟，处理效果好，费用低，但只适用于低浓度甲醛废水。其实，吸附法已成为污水处理的常用方法，具有操作简单、效率高的特点。与其他吸附剂相比，纳米级材料吸附剂具有更大的比表面积，吸附量更大，吸附效率更高。但纳米级颗粒极小，经微孔膜过滤时易流失，且吸附剂分散到水溶液中形成凝胶状，不利于固液分离，影响吸附效率。因此，我们有必要研究一种磁性纳米材料，提高纳米材料吸附剂的稳定性，增强纳米材料的吸附力，能够高效处理2氯-3-吡啶甲醛废水。
发明内容
本发明针对现有纳米吸附剂材料的技术不足，提供了一种磁性纳米材料的制备方法，目的在于能够高效处理2-氯-3-吡啶甲醛废水，将该磁性纳米材料投放到废水中，使其对2-氯-3-吡啶甲醛的吸附率高达99%以上，起到净化水质的效果。本发明所采用的原料为四丁基磷酸铵、六水合硝酸钴、浓硝酸、去离子水、氢氧化钠、丙酮、NaBH4、三乙醇胺，利用外加磁场，合成磁性Co2O3纳米材料，并在三乙醇胺中进行改性处理,可最大限度吸附2-氯-3-吡啶甲醛,吸附率在99. 5%以上；在外加磁场下，吸附后的磁性Co2O3纳米材料可在中性溶液中解析，得到再生吸附剂，经12次循环使用，吸附能力为原吸附剂的87%，实现对废水的高效处理、净化的目的。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种处理2-氯-3-吡啶甲醛废水的磁性纳米材的料制备方法，该方法采用四丁基磷酸铵、六水合硝酸钴、浓硝酸、去离子水、氢氧化钠、丙酮、NaBH4、三乙醇胺为原料，通过利用外加磁场,合成磁性Co2O3纳米材料，并在三乙醇胺中进行改性处理。将该磁性Co2O3纳米材料投放到废水中，对2-氯-3-吡啶甲醛的吸附率可达99. 5%以上。本发明中处理2氯-3-吡啶甲醛废水的磁性纳米材料的的合成过程
(I)将I. 5^3. Og四丁基磷酸铵、4. 5飞.Og六水合硝酸钴置于IOOmL烧杯中，依次加入5. 0 7. 5mL浓硝酸，3(T45mL去离子水，搅拌、溶解后，将混合物溶液置于频率为30KHz的超声波水浴中2 3h，加入浓度为I. OmoI/L的氢氧化钠溶液10 15mL，利用外加磁场，将反应所得糊状物分离，干燥，得到Co2O3沉淀。(2)将上述所得沉淀依次用丙酮、去离子水各洗涤3次后，置于50mL浓度为0. 2^0. 5mol/L NaBH4溶液中活化处理2 4h，微孔膜过滤后，经磁场分离得到Co2O3固体粉末，在130° C恒温真空干燥箱中干燥3(T50min，冷却至室温，加入浓度为I. 5mol/L的三乙醇胺15 25mL，最后，在频率为20KHz的超声波水浴中2(T25min，外加磁场分离。一种处理2-氯-3-吡啶甲醛废水的磁性纳米材料的使用方法将该磁性Co2O3纳米材料以质量比I :125(T1600投放到2氯-3-吡啶甲醛废水中，3飞天后测定吸附率及废水中2氯-3-吡啶甲醛的含量；在外加磁场下，将吸附后的磁 性Co2O3纳米材料置于中性溶液中解析，并对再生吸附材料进行循环试验，经12次后，测定其吸附能力。本发明制备得到的磁性Co2O3纳米材料，其特征在于外观为白色固体粉末，粒径为72 96nm，比表面积为14. 5^38. 2m2/g ;在中性溶液、外加磁场存在的条件下，可解析得到再生吸附剂，经12次循环使用，吸附能力为原吸附剂的87%。本发明的有益效果是
1.适用的甲醛浓度范围宽，对2-氯-3-吡啶甲醛废水的吸附率达99.5%以上，；
2.在中性溶液、外加磁场存在的条件下，可解析得到再生吸附剂，经12次循环使用，吸附能力为原吸附剂的87%。
具体实施例方式本发明所采用的原料为四丁基磷酸铵、六水合硝酸钴、浓硝酸、去离子水、氢氧化钠、丙酮、NaBH4、三乙醇胺，利用外加磁场，合成磁性Co2O3纳米材料，并在三乙醇胺中进行改性处理,可最大限度吸附2-氯-3-吡啶甲醛,吸附率在99. 5%以上；在外加磁场下，吸附后的磁性Co2O3纳米材料可在中性溶液中解析，得到再生吸附剂，经12次循环使用，吸附能力为原吸附剂的87%，实现对废水的高效处理、净化的目的。本发明中采用的技术方案是
(I)将I. 5^3. Og四丁基磷酸铵、4. 5飞.Og六水合硝酸钴置于IOOmL烧杯中，依次加入5. 0 7. 5mL浓硝酸，3(T45mL去离子水，搅拌、溶解后，将混合物溶液置于频率为30KHz的超声波水浴中2 3h，加入浓度为I. OmoI/L的氢氧化钠溶液10 15mL，利用外加磁场，将反应所得糊状物分离，干燥，得到Co2O3沉淀。(2)将上述所得沉淀依次用丙酮、去离子水各洗涤3次后，置于50mL浓度为0. 2^0. 5moI/LNaBH4溶液中活化处理2 4h，微孔膜过滤后，经磁场分离得到Co2O3固体粉末，在130° C恒温真空干燥箱中干燥3(T50min，冷却至室温，加入浓度为I. 5mol/L的三乙醇胺15 25mL，最后，在频率为20KHz的超声波水浴中2(T25min，外加磁场分离。一种处理2-氯-3-吡啶甲醛废水的磁性纳米材料的使用方法将该磁性Co2O3纳米材料以质量比I :125(T1600投放到2氯-3-吡啶甲醛废水中，f 2小时后测定吸附率及废水中2氯-3-吡啶甲醛的含量；在外加磁场下，将吸附后的Co2O3纳米材料置于中性溶液中解析，并对再生吸附材料进行循环试验，经12次后，测定其吸附能力。实例 I :
将I. 5g四丁基磷酸铵、4. 5g六水合硝酸钴置于IOOmL烧杯中，依次加入5. OmL浓硝酸，30mL去离子水，搅拌、溶解；将混合物溶液置于频率为30KHz的超声波水浴中2h，加入浓度为I. OmoI/L的氢氧化钠溶液10mL，利用外加磁场，将反应所得糊状物分离，干燥，得到Co2O3沉淀；将上述所得沉淀依次用丙酮、去离子水各洗涤3次后，置于50mL浓度为0. 2mol/LNaBH4溶液中活化处理2h，微孔膜过滤后，经磁场分离得到Co2O3固体粉末，在130° C恒温真空干燥箱中干燥30min，冷却至室温，加入浓度为I. 5mol/L的三乙醇胺15mL ;在频率为20KHz的超声波水浴中20min，外加磁场分离。将该磁性Co2O3纳米材料以质量比I :1250投放到2-氯-3-吡啶甲醛废水中，3小时后测定吸附率及废水中2氯-3-吡啶甲醛的含量；在外加磁场下，将吸附后的Co2O3纳米材料置于中性溶液中解析，并对再生吸附材料进行循环试验，经12次后，测定其吸附能力。实验结果表明磁性Co2O3纳米材料对2-氯-3-吡啶甲醛废水的吸附率达99. 5%，废水中2-氯-3-吡啶甲醛检测不出；解析的再生吸附剂，经12次循环使用后，吸附能力为原吸附剂的85%。实例 2
将2. 5g四丁基磷酸铵、5. Og六水合硝酸钴置于IOOmL烧杯中，依次加入6. OmL浓硝酸，35mL去离子水，搅拌、溶解后，将混合物溶液置于频率为30KHz的超声波水浴中2. 5h，加入浓度为I. OmoI/L的氢氧化钠溶液12mL，利用外加磁场，将反应所得糊状物分离，干燥，得到Co2O3沉淀。将上述所得沉淀依次用丙酮、去离子水各洗涤3次后，置于50mL浓度为0. 3moI/LNaBH4溶液中活化处理2. 5h，微孔膜过滤后，经磁场分离得到Co2O3固体粉末，在130° C恒温真空干燥箱中干燥38min，冷却至室温，加入浓度为I. 5mol/L的三乙醇胺18mL，最后，在频率为20KHz的超声波水浴中22min，外加磁场分离。将该磁性Co2O3纳米材料以质量比I :1350投放到2-氯_3_吡啶甲醛废水中，I小时后测定吸附率及废水中2-氯-3-吡啶甲醛的含量；在外加磁场下，将吸附后的Co2O3纳米材料置于中性溶液中解析，并对再生吸附材料进行循环试验，经12次后，测定其吸附能力。实验结果表明磁性Co2O3纳米材料对2-氯-3-吡啶甲醛废水的吸附率达99. 7%，废水中2-氯-3-吡啶甲醛检测不出；再生吸附剂经12次循环使用后，吸附能力为原吸附剂的 86. 2%o实例 3
将3. Og四丁基磷酸铵、5. 5g六水合硝酸钴置于IOOmL烧杯中，依次加入6. 5mL浓硝酸，40mL去离子水，搅拌、溶解后，将混合物溶液置于频率为30KHz的超声波水浴中3h，加入浓度为I. OmoI/L的氢氧化钠溶液13mL，利用外加磁场，将反应所得糊状物分离，干燥，得到Co2O3沉淀。将上述所得沉淀依次用丙酮、去离子水各洗涤3次后，置于50mL浓度为0. 4moI/LNaBH4溶液中活化处理3h，微孔膜过滤后，经磁场分离得到Co2O3固体粉末，在130° C恒温真空干燥箱中干燥45min,冷却至室温,加入浓度为I. 5mol/L的三乙醇胺22mL，最后，在频率为20KHz的超声波水浴中23min，外加磁场分离。将该磁性Co2O3纳米材料以质量比I : 14500投放到2_氯_3_吡啶甲醛废水中，2小时后测定吸附率及废水中2氯-3-吡啶甲醛的含量；在外加磁场下，将吸附后的Co2O3纳米材料置于中性溶液中解析，并对再生吸附材料进行循环试验，经12次后，测定其吸附能力。实验结果表明磁性Co2O3纳米材料对2-氯-3-吡啶甲醛废水的吸附率达99. 68%，废水中2-氯-3-吡啶甲醛检测不出；再生吸附剂经12次循环使用，吸附能力为原吸附剂的
86. 8%o
实例 4
将3. Og四丁基磷酸铵、6. Og六水合硝酸钴置于IOOmL烧杯中，依次加入7. 5mL浓硝酸，45mL去离子水，搅拌、溶解后，将混合物溶液置于频率为30KHz的超声波水浴中3h，加入浓度为I. Omol/L的氢氧化钠溶液15mL，利用外加磁场，将反应所得糊状物分离，干燥，得到Co2O3沉淀。将上述所得沉淀依次用丙酮、去离子水各洗涤3次后，置于50mL浓度为0. 5mol/LNaBH4溶液中活化处理4h，微孔膜过滤后，经磁场分离 得到Co2O3固体粉末，在130° C恒温真空干燥箱中干燥50min,冷却至室温,加入浓度为I. 5mol/L的三乙醇胺25mL,最后,在频率为20KHz的超声波水浴中25min，外加磁场分离。将该磁性ZnO纳米材料以质量比I : 1600投放到2_氯_3_吡啶甲醛废水中，I. 5小时后测定吸附率及废水中2氯-3-吡啶甲醛的含量；在外加磁场下，将吸附后的Co2O3纳米材料置于中性溶液中解析，并对再生吸附材料进行循环试验，经12次后，测定其吸附能力。实验结果表明磁性Co2O3纳米材料对2-氯-3-吡啶甲醛废水的吸附率达99. 88%，废水中2-氯-3-吡啶甲醛检测不出；再生吸附剂经12次循环使用后，吸附能力为原吸附剂的 87%。
权利要求
1. 一种处理2-氯-3-卩比啶甲醛废水磁性纳米材料的制备方法，其特征在于具体制备过程为 (1)将I.5^3. Og四丁基磷酸铵、4. 5飞.Og六水合硝酸钴置于IOOmL烧杯中，依次加入5.(T7. 5mL浓硝酸，3(T45mL去离子水，搅拌、溶解； (2)将混合物溶液置于频率为30KHz的超声波水浴中2 3h，加入浓度为I.Omol/L的氢氧化钠溶液l(Tl5mL，利用外加磁场，将反应所得糊状物分离，干燥，得到Co2O3沉淀； (3)将上述沉淀依次用丙酮、去离子水各洗涤3次后，置于50mL浓度为0.2^0. 5mol/LNaBH4溶液中活化处理2 4h，微孔膜过滤后，经磁场分离得到Co2O3固体粉末，在130° C恒温真空干燥箱中干燥3(T50min，冷却至室温； (4)加入浓度为I.5mol/L的三乙醇胺15 25mL后，在频率为20KHz的超声波水浴中2(T25min,外加磁场分离。
全文摘要
本发明公开了一种处理2-氯-3-吡啶甲醛废水磁性纳米材料制备方法，将1.5~3.0g四丁基磷酸铵、4.5~6.0g六水合硝酸钴置于100mL烧杯中，加入5.0~7.5mL浓硝酸、30~45mL去离子水，搅拌、溶解；混合物置于频率为30KHz的超声波水浴中2~3h，加入浓度为1.0mol/L NaOH10~15mL，利用外加磁场，将反应所得糊状物分离、干燥，得到Co2O3沉淀；上述沉淀用丙酮、去离子水各洗涤3次，在50mL0.2~0.5mol/L NaBH4溶液中活化2~4h，微孔膜过滤，经磁场分离得到固体粉末，在130°C恒温真空干燥箱中干燥30~50min，冷却至室温，加入1.5mol/L的三乙醇胺15~25mL；在频率为20KHz超声波水浴中20~25min，外加磁场分离。
文档编号C02F1/28GK102631882SQ20121011991
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者谢芳, 雷思宇, 雷春生 申请人:常州亚环环保科技有限公司