一种去除孔雀石绿的方法
【专利摘要】本发明提供了一种去除孔雀石绿的方法，包括以下步骤：一、将TMT15、PAM、孔雀石绿和去离子水混合均匀，得到混合液；二、采用滴加碱液的方法将混合液的pH值调节至8～12，然后在温度为30℃～75℃的条件下保温0.5h～8.0h，使混合液中的孔雀石绿以沉淀形式析出，最后采用过滤的方法将孔雀石绿去除。本发明工艺简单，处理成本低，处理效果好，适于大规模工业化生产；本发明能够利用TMT15和PAM的协同作用将孔雀石绿有效去除，且去除速度快，去除效率高，在工业印染废水处理中具有广泛的应用前景。
【专利说明】一种去除孔雀石绿的方法
【技术领域】[0001]本发明属于难降解有机污染物去除【技术领域】，具体涉及一种去除孔雀石绿的方法。
【背景技术】
[0002]孔雀石绿(MG)作为一类阳离子染料废水含有芳香烃类化合物，目前的处理主要采用物理化学方法中的吸附法和光催化氧化法。前者其吸附剂以性能优良的活性炭和树脂常见，但价格昂贵、再生费用高。近年来国内外学者致力于研究开发新型高效、价格低廉的吸附剂，如水枝锦活性炭、海藻、累托石、麦杆、桔皮、豆壳、膨润土、椰子壳、甘蔗渣、稻壳、松木等，这些材料有的需经过改性、活化等复杂的处理，有的则受产区限制。光催化氧化方法中常用的光源为紫外光，用的催化剂有TiO2和H2O2等。还有光催化氧化法与Fenton试剂协同去除的方法，这两种方法去除阳离子染料效果显著，但受催化剂用量、PH值因素影响等，单独全程用于染料废水处理尚不多见。孔雀石绿作为现在工业中应用较多的染料之一，不仅色度大而且对人类具有较强的致癌性。因此进行孔雀石绿去除方面的研究工作，探索出能够快速、高效、廉价地去除孔雀石绿的方法，无疑有着重要的意义。
[0003]TMT15(即质量含量为15%的2，4，6_三巯基均三嗪三钠盐水溶液)是一种环境友好型有机硫鳌合剂，它能与水溶液中的大多数一价和二价的重金属离子，如:Ni2+，Pd2+，Cu2+，Ag+，Zn2+，Cd2+，Hg2+，Ti2+以及Pb2+等离子形成稳定的化合物而沉淀出来，从而达到去除重金属离子的目的。TMT15作为一种环境友好型水处理剂，已经广泛用于水溶液中的重金属离子处理，但尚未发现TMT15用于去除染料研究的报道。究其原因，几乎都基于络合沉淀反应，然而TMT15作为一种含硫螯合剂，拥有负电性极性(孤对电子)，理论上对带正电荷的孔雀石绿应该也有作用。
[0004]PAM (即聚丙烯酰胺)的形态相对比较稳定，因其呈惰性稳态不会继续水解从而保持已有的聚合形态，具有较强的电中和凝聚和网捕架桥功能，能够发挥最好的凝聚絮凝作用，理论上可以去除部分孔雀石绿。
[0005]然而截止目前，尚未发现采用TMT15和PAM去除孔雀石绿的研究见诸报道。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种去除孔雀石绿的方法。该方法利用TMT15和PAM的协同作用将孔雀石绿去除，去除速度快，去除效率高，操作简单，在工业印染废水处理领域具有广泛的应用前景。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0008]步骤一、将TMT15、PAM、孔雀石绿和去离子水混合均匀，得到混合液，每升混合液中TMT15、PAM、孔雀石绿和去离子水的加入量分别为:560mg~800mg TMT15,360mg~480mgPAM,80mg孔雀石绿，余量为去离子水；[0009]步骤二、采用滴加碱液的方法将步骤一中所述混合液的pH值调节至8~12，然后将pH值为8~12的混合液在温度为30°C~75°C的条件下保温0.5h~8.0h,使混合液中的孔雀石绿在TMT15和PAM的协同作用下以沉淀形式析出，最后采用过滤的方法将孔雀石绿去除。
[0010]上述的一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，步骤一中每升混合液中TMT15的加入量为672mg，PAM的加入量为400mg。
[0011]上述的一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，步骤二中所述碱液为浓度为
0.5mol/L~lmol/L的氢氧化钠溶液。
[0012]上述的一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，步骤二中调节后混合液的pH值为10。
[0013]上述的一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，步骤二中所述保温的时间为0.5h。
[0014]本发明去除孔雀石绿的机理为:TMT15可成功的用于去除孔雀石绿，其机理在于，孔雀石绿分子结构表面上带有较强的正电荷，而这种带有较强的正电荷的形态正是导致高浓度孔雀石绿易于溶解在水体中且长期稳定的根源所在。TMT15作为一种含硫螯合剂，拥有负电性极性，TMT15分子上所带电荷与孔雀石绿分子所带电荷相反，孔雀石绿与TMT15的正负电荷相吸，导致双方所带电荷抵消，从而形成较大的团粒结构，进而形成沉淀。PAM作为一种人工合成的线性高分子水溶性有机聚合物，具有良好的絮凝`性。PAM能够进一步把溶液中已经形成的沉淀物小零散碎片都吸附起来，一并联结在一起，粘结成较大的颗粒，形成絮凝体，从而对TMT15螯合沉淀孔雀石绿起到了很好的促进作用。因此，在TMT15与PAM的协同作用下，孔雀石绿能够得到最大程度地去除。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本发明工艺简单，处理成本低，去除效率高，耗时短，适于大规模工业化生产。
[0017]2、本发明利用TMT15和PAM的协同作用将孔雀石绿去除。其中，TMT15对环境无二次污染，属于环境友好型的有机硫药剂，它能与孔雀石绿强力螯合并形成沉淀，处理效果好；PAM对于TMT15螯合沉淀孔雀石绿起到了很好的促进作用。采用本发明处理0.5h即可使孔雀石绿的去除率高达99%以上，去除彻底、完全。
[0018]3、本发明处理方法简单，无需增加设备费用，具有显著的社会效益和环境效益，非常适合在工业染料废水行业推广应用。
[0019]4、本发明能够从含孔雀石绿的印染废水中将孔雀石绿有效去除，处理后的印染废水中残留的孔雀石绿浓度远远低于国家排放标准，处理后的印染废水无需中和处理即可安全排放。
[0020]5、本发明具有处理效果好、操作简单、运行费用低等优点，在工业印染废水处理中具有广泛的应用前景。
[0021]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
[0023]本实施例去除孔雀石绿的方法:
[0024]步骤一、将672mg TMT15、400mg PAM和80mg孔雀石绿加入IL容量瓶中，加去离子水稀释至标线后充分摇匀，得到混合液；
[0025]步骤二、采用滴加浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液的方法将步骤一中所述混合液的PH值调节至10，然后将pH值为10的混合液在温度为75°C的条件下保温0.5h，使混合液中的孔雀石绿在TMT15和PAM的协同作用下以沉淀形式析出，最后采用过滤的方法将孔雀石绿去除。
[0026]本实施例孔雀石绿的去除率为99.96%ο
[0027]实施例2
[0028]本实施例去除孔雀石绿的方法:
[0029]步骤一、将672mg TMT15、400mg PAM和80mg孔雀石绿加入IL容量瓶中，加去离子水稀释至标线后充分摇匀，得到混合液；
[0030]步骤二、采用滴加浓度为0.6mol/L的氢氧化钠溶液的方法将步骤一中所述混合液的PH值调节至10，然后将pH值为10的混合液在温度为50°C的条件下保温3h，使混合液中的孔雀石绿在TMT15和PAM的协同作用下以沉淀形式析出，最后采用过滤的方法将孔雀石绿去除。
[0031]本实施例孔雀石绿的去除率为99.54%。
[0032]实施例3
[0033]本实施例去除孔雀石绿的方法:
[0034]步骤一、将560mg TMT15、360mgmg PAM、80mg孔雀石绿加入IL容量瓶中，加去离子水稀释至标线后充分摇匀，得到混合`液；
[0035]步骤二、采用滴加浓度为lmol/L的氢氧化钠溶液的方法将步骤一中所述混合液的PH值调节至12，然后将pH值为12的混合液在温度为75°C的条件下保温8h，使混合液中的孔雀石绿在TMT15和PAM的协同作用下以沉淀形式析出，最后采用过滤的方法将孔雀石绿去除。
[0036]本实施例孔雀石绿的去除率为99.38%ο
[0037]实施例4
[0038]本实施例去除孔雀石绿的方法:
[0039]步骤一、将800mg TMT15、480mg PAM、80mg孔雀石绿加入IL容量瓶中，加去离子水稀释至标线后充分摇匀，得到混合液；
[0040]步骤二、采用滴加浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液的方法将步骤一中所述混合液的PH值调节至8，然后将pH值为8的混合液在温度为30°C的条件下保温1.5h，使混合液中的孔雀石绿在TMT15和PAM的协同作用下以沉淀形式析出，最后采用过滤的方法将孔雀石绿去除。
[0041]本实施例孔雀石绿的去除率为99.04%。
[0042]实施例5
[0043]本实施例去除孔雀石绿的方法:
[0044]步骤一、将784mg TMT15、420mg PAM、80mg孔雀石绿加入IL容量瓶中，加去离子水稀释至标线后充分摇匀，得到混合液；
[0045]步骤二、采用滴加浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液的方法将步骤一中所述混合液的PH值调节至9，然后将pH值为9的混合液在温度为65°C的条件下保温5h，使混合液中的孔雀石绿在TMT15和PAM的协同作用下以沉淀形式析出，最后采用过滤的方法将孔雀石绿去除。
[0046]本实施例孔雀石绿的去除率为99.37%。
[0047]本发明孔雀石绿的去除率通过紫外-可见分光光度法进行测定，具体过程如下:
[0048]一、绘制孔雀石绿的吸光度-浓度标准曲线:
[0049]首先，准确称取1.0OOOg孔雀石绿加入IL容量瓶中，加二次蒸馏水定容至标线后充分摇匀，得到浓度为1000.00mg/L的标准贮备液，放置I~2天使孔雀石绿完全溶解，保证标准贮备液的吸光度保持稳定；然后，分别移取0、0.50mL、l.0OmL,2.0OmL,5.0OmL,10.0OmL和20.0OmL标准贮备液于IOOmL容量瓶中，加二次蒸馏水稀释至标线后充分摇匀，得到质量浓度分别为 O、5.00mg/LU0.00mg/L、20.00mg/L、50.00mg/LU00.0Omg/L 和200.0Omg/L的孔雀石绿标准液系列；之后，分别移取5mL不同浓度的孔雀石绿标准液系列于IOmL干燥比色管中，加二次蒸馏水至比色管刻度线后充分摇匀；室温下放置IOmin后，用Icm石英比色皿，于波长614nm处，测定不同浓度孔雀石绿标准液系列的吸光度值Ai ;最后，以不同浓度孔雀石绿标准液系列的吸光度值AiS纵坐标，相应的孔雀石绿质量浓度为横坐标，绘制孔雀石绿的吸光度-浓度标准曲线。
[0050]二、测定反应前后孔雀石绿的浓度:
[0051]在反应前和反应后，均移取5mL混合液于IOmL干燥比色管中，加二次蒸馏水至比色管刻度线后充分摇匀；室温下放置IOmin后,用Icm石英比色皿,于波长614nm处,测定混合液的吸光度值Ax;最后将Ax引入到孔雀石绿的吸光度-浓度标准曲线中，推算到反应前后混合液中孔雀石绿的浓度。
[0052]三、测定孔雀石绿的去除率:`
[0053]由公式测得孔雀石绿的去除率；其中，η为孔雀石绿的去除率，C0
%
为反应前孔雀石绿溶液的浓度，C为反应后孔雀石绿溶液的浓度，C0和C的单位均为mg/L。
[0054]本发明TMT15的最佳加入量、PAM的最佳加入量、混合液的最佳pH值和最佳反应温度通过以下试验进行优化。
[0055]一、TMT15最佳加入量的选择
[0056]本发明选取初始浓度为80mg/L的孔雀石绿水溶液为研究对象，仅采用TMT15作为去除剂对孔雀石绿进行去除，在常温(20°C)环境且未调节pH值的条件下反应，测得不同浓度TMT15对孔雀石绿的去除效果见表1。
[0057]表1不同浓度TMT15对孔雀石绿的去除效果
[0058]
【权利要求】
1.一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、将TMT15、PAM、孔雀石绿和去离子水混合均匀，得到混合液，每升混合液中TMT15、PAM、孔雀石绿和去离子水的加入量分别为:560mg~800mg TMT15,360mg~480mgPAM, 80mg孔雀石绿，余量为去离子水； 步骤二、采用滴加碱液的方法将步骤一中所述混合液的PH值调节至8~12，然后将pH值为8~12的混合液在温度为30°C~75°C的条件下保温0.5h~8.0h,使混合液中的孔雀石绿在TMT15和PAM的协同作用下以沉淀形式析出，最后采用过滤的方法将孔雀石绿去除。
2.根据权利要求1所述的一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，步骤一中每升混合液中TMT15的加入量为672mg，PAM的加入量为400mg。
3.根据权利要求1所述的一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，步骤二中所述碱液为浓度为0.05mol/L~lmol/L的氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，步骤二中调节后的混合液的PH值为10。
5.根据权利要求1所述的一种去除孔雀石绿的方法，其特征在于，步骤二中所述保温的时间为0.5h。
【文档编号】C02F1/58GK103496775SQ201310491581
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】王艳华, 高婵娟, 杨胜科, 邓红章 申请人:长安大学