一种染料废水脱色剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种染料废水脱色剂及其制备方法和应用，属于染料废水脱色技术领域。
【背景技术】
[0002]目前染料废水脱色处理主要有物理法、化学法、生物法。用于染料废水处理领域的物理法包括:吸附法、膜分离技术及磁分离技术。近年来，各种吸附剂不断被引入染料废水处理的研究。研究开始，主要以活性炭作为研究对象，结果表明:活性炭吸附对于染料废水的脱色、COD值的降低有很好的应用前景，但也面临着活性炭的再生困难、处理费用偏高等问题，限制了活性炭吸附在染料废水处理中的应用。因此研究者不断研究其它的吸附剂。
[0003]目前也有许多研究者利用膜分离法处理染料废水。研究结果表明该技术处理效果明显，可以有效地降低COD以及色度，但由于浓差极大和膜污染等问题的存在，导致运行渗透通量随运行时间的延长而下降，同时膜的价格较贵，更换频率较快，因此处理成本较高，阻碍了大规模的工业应用。
[0004]化学法主要包括电化学、光化学与光催化氧化法、Fenton、类fenton氧化法以及臭氧氧化法。近年来，研究者们研制了许多新型电极材料，在电氧化和电还原方面涌现出的新型高析氧过电位电极和高析氢过电位电极，提高了处理效果，也为染料废水的处理工艺提供了又一合理的选择。光催化氧化技术是在光化学氧化的基础上发展起来的，与光化学法相比，有更强的氧化能力，可使有机污染物更彻底地降解。近年来，以T12为催化剂的光催化氧化技术成为研究热点。光催化氧化技术常用的催化剂有Ti02、Zn0、W03、CdS、ZnS、Sn02和FeCU 等。
[0005]Fenton法处理废水存在反应时间长，试剂用量多，过量Fe2+将增大废水的COD产生二次污染等问题。类fenton氧化法可增强对有机物的氧化降解能力、减少试剂的用量，从而降低处理成本。为改进臭氧氧化法，有研究者引入超声波技术，强化臭氧氧化染料脱色及降解。借助超声波瞬间空化产生的高温、高压对染料进行脱色或彻底降解，成为一种可行的工艺选择。
[0006]与能耗高、花费大的化学氧化法相比，生物处理方法因其经济性，为众多工业废水处理工艺所青睐。常用的生物处理方法主要包括厌氧生物降解和好氧生物降解。在染料废水处理方面，厌氧降解与好氧降解各有其针对性。
[0007]因此，目前染料废水脱色剂仍然存在成本过高，并且脱色效率较低的缺陷。
【发明内容】
[0008]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种染料废水脱色剂及其制备方法和应用。
[0009]技术方案:为实现上述目的，本发明提供了一种染料废水脱色剂，其主要是由纯凹凸棒土和M(NO3)xK制成。
[0010]作为优选，所述M(NO3)x中M为Zr、Mn或者Ce。
[0011]本发明还提供了所述染料废水脱色剂的制备方法，包括以下步骤:
[0012](I)取凹凸棒土，经过纯化处理，得纯凹凸棒土；
[0013](2)取一定量的的M(NO3)x,溶于柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶液；
[0014](3)取上述纯凹凸棒土加入到上述混合前躯体柠檬酸溶液中，充分搅拌，搅拌一定时间后加入适量冰醋酸搅拌陈化；
[0015](4)用氨水调节pH至7?10，在温度40°C?80°C下反应至凝胶状;在一定温度下干燥、煅烧，得纳米级MOx/凹凸棒土 ；
[0016](5)将上述MOx/凹凸棒土放入一定量的十八烷基三甲基氯化铵溶液中，超声振荡，抽滤、洗涤、干燥，即得所述脱色剂。
[0017]作为优选，所述步骤(I)中的纯化处理方法为:
[0018]取凹凸棒土(ATP)，放入蒸馏水中搅拌均匀，在一定温度和高剪切力作用下，加入一定浓度的六偏磷酸钠水溶液，充分搅拌一段时间后，把混合液进行超声波分散一定时间，静置，倾析上层悬浮液，离心所得固体用二次蒸馏水洗涤至中性，于一定温度下下干燥，即得纯凹凸棒土。
[0019]作为另一种优选，所述纯凹凸棒土和M(NO3)x的用量比为2g:2mmol。
[0020]本发明最后还提供了所述染料废水脱色剂在燃料废水脱色中的应用。
[0021 ]有益效果:相对于现有技术，本发明具有以下技术优势:
[0022](I)本发明脱色剂对于染料废水脱色效率高；
[0023](2)本发明脱色剂成本低廉；
[0024](3)本发明脱色剂脱色同时大大降低染料废水的COD。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
[0026]红色基GP染料废水原样在464nm吸收波长下吸光度为2.92，COD为3043.04mg/L。
[0027]实施例1:Μη02/ΑΤΡ对于红色基GP染料废水的脱色研究
[0028](I)取2mmol的硝酸锰溶于50ml的2mol/L柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶液。
[0029 ] (2)称取2g纯凹凸棒土加入(I)混合液充分搅拌。搅拌I小时候后加入2ml冰醋酸于60 °C条件下搅拌陈化12小时。
[0030](3)用氨水调节pH至8，在温度80°C下反应至凝胶状。
[0031](4)在80°C下烘干24小时、放入马弗炉在空气气氛下400°C下焙烧6小时后研磨得到 Μη02/ΑΤΡ。
[0032](5)称取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化铵)放于20mL水中使之完全溶解，再加入2gMn02/ATP，采用超声波处理I Imin。
[0033](6)抽滤、洗涤、干燥，得到染料废水脱色剂。
[0034](7)取0.5g脱色剂放入50ml染料废水中，再加入0.5ml双氧水，在调节pH至4，在温度40 0C下搅拌Ih。吸光度降为0.25，COD降为228.00mg/L。脱色率达到91.43%, COD去除率92.51%
[0035]实施例2:Ce02/ATP对于红色基GP染料废水的脱色研究
[0036](I)取2mmol的硝酸铈溶于50ml的2mol/L柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶液。
[0037](2)称取2g纯凹凸棒土加入(I)混合液充分搅拌。搅拌I小时候后加入2ml冰醋酸于60 °C条件下搅拌陈化12小时。
[0038](3)用氨水调节pH至8，在温度80 °C下反应至凝胶状。
[0039](4)在80°C下烘干24小时放入马弗炉在空气气氛下400°C下焙烧6小时后研磨得到Ce02/ATP。
[0040](5)称取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化铵)放于20mL水中使之完全溶解，再加入2gCe02/ATP，采用超声波处理I Imin。
[0041 ] (6)抽滤、洗涤、干燥，得到染料废水脱色剂。
[0042](7)取0.5g脱色剂放入50ml染料废水中，再加入0.4ml双氧水，在调节pH至4，在温度40°C下搅拌lh。吸光度降为0.21，0)0降为202.1711^/1。脱色率达到92.76%，0)0去除率93.36%
[0043]实施例3:Zr02/ATP对于红色基GP染料废水的脱色研究
[0044](I)取2mmol的硝酸锆溶于50ml的2mol/L柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶液。
[0045](2)称取2g纯凹凸棒土加入(I)混合液充分搅拌。搅拌I小时候后加入2ml冰醋酸于60 °C条件下搅拌陈化12小时。
[0046](3)用氨水调节pH至8，在温度80 °C下反应至凝胶状。
[0047](4)在80°C下烘干24小时放入马弗炉在空气气氛下400°C下焙烧6小时后研磨得到Zr02/ATP。
[0048](5)称取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化铵)放于20mL水中使之完全溶解，再加入2gCe02/ATP，采用超声波处理I Imin。
[0049 ] (6)抽滤、洗涤、干燥，得到染料废水脱色剂。
[0050](7)取0.5g脱色剂放入50ml染料废水中，再加入0.4ml双氧水，在调节pH至5，在温度40°C下搅拌lh。吸光度降为0.23，0)0降为168.9711^/1。脱色率达到92.07%，0)0去除率94.47%。
【主权项】
1.一种染料废水脱色剂，其特征在于，其主要是由纯凹凸棒土和M(NO3)x所制成。2.根据权利要求1所述的染料废水脱色剂，其特征在于，所述M(NO3) x中M为Zr、Mn或者Ce。3.权利要求1-2任一项所述染料废水脱色剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)取凹凸棒土，经过纯化处理，得纯凹凸棒土； (2)取一定量的的M(NO3)x,溶于柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶液； (3)取上述纯凹凸棒土加入到上述混合前躯体梓檬酸溶液中，充分搅拌，搅拌一定时间后加入适量冰醋酸搅拌陈化； (4)用氨水调节pH至7?10，在温度40°C?80°C下反应至凝胶状;在一定温度下干燥、煅烧，得纳米级MOx/凹凸棒土 ； (5)将上述MOx/凹凸棒土放入一定量的十八烷基三甲基氯化铵溶液中，超声振荡，抽滤、洗涤、干燥，即得所述脱色剂。4.根据权利要求3所述的染料废水脱色剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中的纯化处理方法为: 取凹凸棒土(ATP)，放入蒸馈水中搅拌均勾，在一定温度和高剪切力作用下，加入一定浓度的六偏磷酸钠水溶液，充分搅拌一段时间后，把混合液进行超声波分散一定时间，静置，倾析上层悬浮液，离心所得固体用二次蒸馏水洗涤至中性，于一定温度下下干燥，即得纯凹凸棒土。5.根据权利要求3所述的染料废水脱色剂的制备方法，其特征在于，所述纯凹凸棒土和M(NO3)x 的用量比为 2g:2mmol ο6.权利要求1-2任一项所述染料废水脱色剂在燃料废水脱色中的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种染料废水脱色剂及其制备方法和应用，所述燃料废水脱色剂主要是由纯凹凸棒土和M(NO3)x所制成。相对于现有技术，本发明脱色剂对于染料废水脱色效率高，且脱色剂成本低廉，脱色同时大大降低染料废水的COD。
【IPC分类】C02F1/28, B01J20/16, B01J20/30
【公开号】CN105561917
【申请号】CN201510970331
【发明人】韩粉女, 许琦, 唐喆
【申请人】盐城工学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月22日