一种去除印染废水中碱性品绿的生物质复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水处理材料技术领域，具体涉及一种去除印染废水中碱性品绿的生物质复合材料的制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]碱性染料，其发色基团大多数为有机碱类，与无机酸结成盐(氯化物)少数为其他盐类。染料在水溶液中离解时，因色素基团带阳电荷，因而属阳离子染料。它的特点是色泽鲜艳，有瑰丽的荧光(主要是玫红、黄、橙等色)，而且着色力很强，用很少量的染料即可得到深而浓艳的色泽。色牢度及耐光性差，但用于腈纶(聚丙烯腈纤维)有较好的牢度。碱性染料对纤维素纤维不上色。七十年代初我国采用接枝方法以阳离子染料在丝绸上染色。这类染料电离后染料离子带正电，可与酸性物质结合成盐。微生物实验室一般常用的碱性染料有美兰、甲基紫、草酸铵结晶紫、醋酸洋红、碱性复红、中性红、孔雀绿和蕃红等，在一般的情况下，细菌易被碱性染料染色。常见的碱性染料有:碱性艳绿(绿1)、碱性品绿(绿4)、碱性玫瑰精B (紫10)、碱性品蓝、碱性紫5BN(紫3)、碱性橙块(橙2)、碱性品红(红14)、碱性嫩黄0 (黄2)、碱性棕G (棕1)、碱性艳蓝B0 (蓝7)、碱性蓝G (蓝1)、碱性蓝B (蓝5)、碱性湖蓝BB (蓝9)、碱性大红(碱性国旗红)、碱性黑、碱性墨绿、碱性艳蓝等。
[0004]碱性品绿又称碱性绿4，它是一种染料及颜料，其分子式为C23H25N2，分子量为329.46，绿色带闪光结晶，易溶于水，极易溶于乙醇，均呈蓝绿色，其水溶液中加入氢氧化钠产生带绿光的白色沉淀，在高温(120°C)下染色，色光不变，在腈纶上染色耐晒坚牢度4-5 级。
[0005]水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。水滑石类化合物(LDHs)是一类具有层状结构的新型无机功能材料。磺化煤是煤与发烟硫酸或浓硫酸作用所得的磺化产物，纺织工业用于制造软水、水洗和印染织物，能使织物柔软、印染的织物色彩鲜艳，还能使漂白织物美观；造纸工业用于去除水中金属阳离子，以使纸张颜色正常。可用于吸收废水中的贵金属及有机酸和制备低分子量硅酸溶液。
[0006]本发明的创造性在于:(1)藤蔓/淀粉/18-冠醚-6/水滑石/磺化煤复合材料是一种新型水处理材料，作为生物质材料功能开发潜力巨大；(2)用淀粉将改性水滑石及改性磺化煤固定至氨化藤蔓中，制备藤蔓生物质复合材料的制备工艺未见文献报道；(3)复合的18-冠醚-6能改善复合材料吸附染料的适应性；(4)无论与水滑石、磺化煤粉体相比，还是藤蔓材料相比，复合材料的物质形态、成分结构、水处理效率等性能均具备突出的实质性特点和显著的进步。
[0007]
【发明内容】
[0008]本发明属于水处理材料领域，涉及一种去除印染废水中碱性品绿的生物质复合材料的制备方法。本发明提出的制备方法是将改性水滑石、改性磺化煤复合到氨化藤蔓的孔道中，具体工艺包括藤蔓洗净、氨化、水滑石改性、磺化煤改性以及生物质复合材料制备等。本发明制备的生物质复合材料具有以下优点:(1)用淀粉将水滑石及磺化煤固定至藤蔓中，既能发挥藤蔓密度轻、比表面积大的特性，又能利用水滑石及磺化煤对碱性品绿吸附能力强的优点；(2)与水滑石及磺化煤粉体相比，复合材料避免了水滑石及磺化煤粉体团聚结块、碱性品绿吸附力降低的问题，又能避免吸附碱性品绿染料的水滑石及磺化煤难以回收，引发二次污染的问题；(3)与藤蔓相比，复合材料大幅度的提高了碱性品绿染料的饱和吸附量，又能避免水处理过程中水流不畅的问题。复合材料可用于印染废水处理，市场前景广阔。
[0009]本发明提出的去除印染废水中碱性品绿的藤蔓生物质复合材料的制备方法，其特征在于:
1)清洁藤蔓:将藤蔓漂洗、烘干；其中藤蔓为地瓜藤蔓、南瓜蔓、扁豆藤蔓、花生藤蔓之一种；
2)藤蔓氨化:将清洁后的藤蔓置于氨化溶液中，于40~60°C放置2小时，漂洗、烘干；其中氨化溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为:氨水浓度5~10g/L，水合肼浓度5~10g/L，尿素浓度5~10g/L，磷酸二氢铵浓度5~10g/L ;
3)水滑石改性:将水滑石置于丙烯酸/过硫酸钾混合水溶液中，搅拌3小时，过滤，于90°C干燥9小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的水滑石；其中丙烯酸/过硫酸钾混合水溶液中丙烯酸的质量浓度为10~30%，过硫酸钾的质量浓度为0.1-0.3% ;
4)磺化煤改性:将磺化煤置于焦磷酸钠/双氧水混合水溶液中，搅拌6小时，过滤，于120 V干燥6小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的磺化煤；其中焦磷酸钠/双氧水混合水溶液中焦磷酸钠的质量浓度为5~10%，双氧水的质量浓度为1~3% ;
5)生物质复合材料制备:在质量浓度为50%的酒精水溶液中，依次加入淀粉、18-冠醚-6、氨化藤蔓、改性水滑石、改性磺化煤，搅拌3小时，混合物置于干燥箱中，于100°C干燥6小时，得藤蔓生物质复合材料；其中各种物料的重量比为酒精水溶液/淀粉/18-冠醚-6/氨化藤蔓/改性水滑石/改性磺化煤=4/1/1/1/1/1。
[0010]将上述藤蔓生物质复合材料置于含碱性品绿的印染废水中，调节溶液pH值为7~8，于25°C吸附4小时，废水中碱性品绿的浓度为10~100mg/L，吸附完毕，过滤；通过检测溶液中残留的碱性品绿量，得出藤蔓生物质复合材料的碱性品绿吸附量。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]下面通过实施例进一步描述本发明实施例1
将南瓜藤蔓用自来水洗净，烘干。
[0013]将氨水、水合肼、尿素、磷酸二氢铵溶于去离子水中，氨水浓度为10g/L，水合肼浓度为10g/L，尿素浓度为10g/L，磷酸二氢铵浓度为10g/L，得氨化溶液。
[0014]将50g洗净的南瓜藤蔓置于500mL氨化溶液中，于60°C放置2小时，漂洗、烘干，得氨化的南瓜藤蔓。
[0015]将丙烯酸、过硫酸钾溶于去离子水中，丙烯酸的质量浓度为30%，过硫酸钾的质量浓度为0.3%，得丙烯酸/过硫酸钾混合水溶液。
[0016]将100g水滑石置于500mL丙烯酸/过硫酸钾混合水溶液中，搅拌3小时，过滤，于90°C干燥9小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的水滑石。
[0017]将焦磷酸钠、双氧水溶于去离子水中，焦磷酸钠的质量浓度为10%，双氧水的质量浓度为3%，得焦磷酸钠/双氧水混合水溶液。
[0018]将100g磺化煤置于500mL焦磷酸钠/双氧水混合水溶液中，搅拌6小时，过滤，于120°C干燥6小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的磺化煤。
[0019]在40g质量浓度为50%的酒精水溶液，依次加入10g淀粉、10g 18-冠醚_6、10g氨化藤蔓、10g改性水滑石、log改性磺化煤，搅拌3小时，混合物置于干燥箱中，于100°C干燥6小时，得藤蔓生物质复合材料。
[0020]将上述10g藤蔓生物质复合材料置于含碱性品绿的印染废水中，调节溶液pH值为7-8,于25°C吸附4小时，废水中碱性品绿的浓度为100mg/L，吸附完毕，过滤；通过检测溶液中残留的碱性品绿量，得出藤蔓生物质复合材料的碱性品绿吸附量为234mg