一种选择性去除废水中含磺酸基团染料的吸附剂及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于印染污水处理技术领域，具体涉及一种选择性去除废水中含磺酸基团 染料的吸附剂及其方法。
【背景技术】
[0002] 甲基蓝、甲基橙、刚果红都属于含有磺酸基团的染料，常被用于纺织、纸张、涂料、 皮革等行业中，在生产过程中，会产生大量的工业废水，而染料也成为了工业废水的主要成 分。由于含有磺酸基团的染料分子的结构复杂且稳定，在自然地条件下很难降解。目前用于 除去废水中染料的方法主要有臭氧化，氧化，化学混凝/絮凝，浊点萃取，光催化，离子交换， 正向渗透、吸附等方法，其中吸附技术由于操作简单、消费低、效率比较高，已经引起的广泛 的关注。
[0003] 目前已经报道了一些吸附剂用于除去甲基蓝、甲基橙、刚果红，如《合金与化合物 杂志》（Journal of Alloys and Compounds:2015年，640卷，第362-372页）报道了CoFe2〇4去 除刚果红的吸附量达到190·5mg/g。《科学报告》(Scientific reports：2015年，5卷)报道了 非晶型的NiO纳米材料对甲基蓝的吸附量达到10584.6mg/g。《环境科学纳米》 (Environmental Science Nano: 2014年，1卷，第 172-180页）报道了CuZn-HDS对甲基澄的吸 附量为847mg/g。荷兰《胶体和表面A:物理化学和工程》（Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects，2015年，485卷，第125-135页）报道了Cu (II)-AMTD对含有磺酸基团的染料的吸附研究。《应用催化B:环境》(App 1 ied Cata 1 ysis B: Environmental，2015年，164卷，第234-240页）报道了Cu2〇/Cu2(OH)3N0 3复合物对甲基橙的 吸附与光催化作用。但是值得注意的是同时对甲基蓝、甲基橙、刚果红都有很好的吸附效果 和对混合染料（甲基橙和亚甲基蓝的混合液、刚果红和亚甲基蓝的混合液)具有选择性吸附 的吸附剂还未见报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术的不足提出一种选择性去除废水中含磺酸基团染 料的吸附剂及其方法。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] -种选择性去除废水中含磺酸基团染料的方法，利用吸附剂选择性吸附废水中的 含磺酸基团染料;所述吸附剂为纳米片状碱式硝酸铜。
[0007] 所述的方法，包括以下步骤:首先，将纳米片状碱式硝酸铜投入到含磺酸基团染料 的废水中，搅拌，使得含有磺酸基团的染料吸附在所述的纳米片状碱式硝酸铜上，不含磺酸 基团的染料不会被纳米片状碱式硝酸铜吸附;然后从水中分离吸附含有磺酸基团染料的纳 米片状碱式硝酸铜，即去除了废水中的含有磺酸基团的染料。
[0008] 所述的方法，所述废水中含磺酸基团染料的浓度为50-500mg/L，用于吸附含磺酸 基团染料的吸附剂的质量为200mg/L。
[0009] 所述的方法，所述的碱式硝酸铜材料的长度为200-300nm，宽度为200-300nm，厚度 为20_30nm。
[0010] -种选择性去除废水中含磺酸基团染料的吸附剂，所述吸附剂为纳米片状碱式硝 酸铜，所述的纳米片状碱式硝酸铜的长度为200-300nm，宽度为200-300nm，厚度为20-30nm〇
[0011] 所述吸附剂的制备方法，包括以下步骤，称取三水合硝酸铜溶解在蒸馏水中，向硝 酸铜水溶液中缓慢滴加〇. lmol/L的NaOH水溶液，磁力搅拌lOmin，得到蓝色悬浊液;该悬浊 液在频率20kHz，功率600W的超声场中超声45min;当反应结束后，自然冷却至室温，将样品 分别用蒸馏水和乙醇7000r/min高速离心洗涤各三次，最后将所得产物在60°C真空干燥箱 中干燥12h，得到蓝色粉末。
[0012] 所述的吸附剂的制备方法，三水合硝酸铜与NaOH的摩尔比为2:3。
[0013] 本发明中所述的含磺酸基团染料是刚果红、甲基蓝、甲基橙;所述的不含磺酸基团 染料是亚甲基蓝；
[0014] 本发明采用纳米片状的碱式硝酸铜高效地、选择性的吸附含有磺酸基团的染料， 而对不含有磺酸基团的染料则不产生吸附作用。这种方法具有操作过程简单、花费低、效率 高等特点，在工业生产中具有潜在的应用价值。
【附图说明】
[0015]图1为实施例1中制备的纳米片状碱式硝酸铜的X-射线衍射图(XRD)。
[0016]图2为实施例1中制备的纳米片状碱式硝酸铜的扫描电子显微镜图（SEM)。
[0017]图3为实施例2中纳米片状碱式硝酸铜对甲基蓝、甲基橙、刚果红三种染料的吸附 平衡等温线。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0019] 实施例1:纳米片状的碱式硝酸铜的制备
[0020] 称取2mmol三水合硝酸铜溶解在30mL蒸馏水中，向硝酸铜水溶液中缓慢滴加30mL Na0H(0. lmol/L)水溶液，磁力搅拌lOmin，得到蓝色悬浊液。该悬浊液在频率20kHz，功率 600W的超声场中超声45min。当反应结束后，自然冷却至室温，将样品分别用蒸馏水和乙醇 高速离心洗涤(7000/min)各三次，最后将所得产物在60°C真空干燥箱中干燥12h，得到蓝色 粉末。
[0021] 图1为实施例1中制备的产物的XRD图。可以看到，产物的所有均可以指标化为一个 单斜晶系的Cu2(0H)3N0 3(JCroS No.45-0594),对应的晶格参数a = 5.6132，b = 6.0986，C = :6.95.6 A andP = 92.32° 〇
[0022] 图2为实施例1中制备的产物的SEM图。从图中可以看出，产物为纳米片状材料，长 约为200-300nm，宽约为200-300nm，表面也相对比较光滑。
[0023] 实施例2:纳米片状的碱式硝酸铜吸附甲基蓝、刚果红、甲基橙
[0024] 配制 500mg/L的甲基蓝溶液，分别稀释到 50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、 250mg/L、300mg/L、400mg/L，称取10mg纳米片状碱式