专利名称：一种高效的活性染料吸附剂的制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高效的活性染料吸附剂的环境友好技术，具体是涉及一种利用葡萄糖、硝酸银与预处理过的硫酸钛水溶液充分混合后，利用水热法合成的高效的活性染料吸附剂的制备方法，同时还涉及利用本方法中得到的产品在含活性染料的废水吸附中的应用。
背景技术：
随着近代工业的发展，污染问题已成为普遍关注的世界性问题，对纺织工业、染料制造工业、电镀行业、制革厂等排放出来染料废水的治理更是迫在眉睫。对于染料废水的治理，传统的处理方法有活性污泥法、活性炭吸附法、电化学法、反渗透法、过氧化氢氧化法等等。这些处理方法要么未达到国家标准，要么工艺复杂、占地面积大、运行成本高，要么运行周期长、产生二次污染。因此，开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注和研究的课题。二氧化钛是一种安全无毒、化学性质稳定、低成本的半导体氧化物，在化妆品、纺织、涂料、橡胶、光催化、印刷、太阳能电池等方面有着广阔的应用。但是将二氧化钛进行一定处理(如共掺杂)之后，作为一种高效的吸附材料的研究还是屈指可数的。目前制备共掺杂二氧化钛的方法有磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、水热法等。磁控溅射法、 化学气相沉积法通常需要高真空及大型设备，投入大，生产成本高。溶胶-凝胶法一般是用四氯化钛或钛酸丁酯作为钛源，由于水解剧烈，反应过程难以控制。水热法设备简单，生产周期短，产量大，而成为广受关注的制备共掺杂二氧化钛的方法。
发明内容
基于以上问题的考虑，本发明提供了一种高效的活性染料吸附剂的制备方法。该方法大大降低了运行成本，因此具有广阔的市场前景。为实现本目的而采用的技术方案是 1、反应物预处理
将5g硫酸钛溶解于60ml蒸馏水中，按Ag =Ti摩尔比为0. 15-0. 4和C :Ti摩尔比为0. 4-0. 9称取硝酸银和葡萄糖充分溶解于上述溶液中，以2000-2500r/min磁力搅拌 30_60mino2、合成初产品
将步骤1)预处理后的反应物于聚四氟乙烯为内衬的反应釜中在160-200°C下反应 12-24h，取出冷却到室温即得初产品。3、洗涤、烘干初产品
将步骤2)所得初产品用蒸馏水和纯度为99. 7%的无水乙醇各洗2-3次，于60-100°C下烘干3-5h。4、活化
将步骤3)烘干后的样品在300-600°C煅烧l_4h即得产品。5、步骤4)所得的产品应用于印染废水的处理，尤其是对含活性艳红X-;3B的处理效率较高，能快速处理含活性艳红X-3B的废水。具体过程取0. 12g上述所得样品，加入到80毫升浓度为50ppm活性艳红XIB的废液中，在磁力搅拌下避光反应30min。然后用离心管取样，将其置于离心机中以3000r/ min的速度离心分离5min，用吸管移取一定体积的上清液于比色管中，用紫外-可见光分光光度计测其前后的全谱图。本发明的优点及创新点在于
1)对二氧化钛的处理采用葡萄糖、硝酸银和二氧化钛共掺杂。2) 二氧化钛共掺杂反应采用的是水热法。设备简单，生产周期短，产量大，具有显著的经济效益和社会效益。
图1是活性艳红X-;3B处理过程中紫外可见吸收光谱图。图2是活性艳红X-:3B被吸附前后的EDS能谱图，其中谱图1为吸附后的EDS能谱图，谱图2为吸附前的EDS能谱图。图3是活性艳红X-:3B被吸附前后的FT-IR图，其中a为吸附前的FT-IR图，b为吸附后的FT-IR图。图4是经不同煅烧温度后的产品的X射线粉末衍射图。
具体实施例方式实施例1
将5g硫酸钛水解于60ml蒸馏水中，称取0. 36g的葡萄糖和0. Ilg硝酸银充分溶解于上述水溶液中，以2000r/min的速度磁力搅拌30min。于聚四氟乙烯为内衬的反应釜中并在160°C下反应12h，取出冷却到室温。所得样品用蒸馏水和乙醇各洗2-3次并于80°C下烘干证。将干燥以后的样品在300°C煅烧4h。自然冷却至室温，尽可能的研磨均勻，放入干燥器中备用。取80毫升浓度为50ppm的活性艳红XIB溶液，加入一定量的所制备的高效吸附剂，避光强磁力搅拌反应30min，用离心管取样，将其置于3000rpm的离心机中离心分离5分钟，用吸管移取一定体积的上清液于比色管中，用紫外-可见光分光光度计测其脱色率。实施例2
将5g硫酸钛水解于60ml蒸馏水中，称取1. 5g的葡萄糖和0. 38g硝酸银充分溶解于上述水溶液中，强磁力搅拌45min。于聚四氟乙烯为内衬的反应釜中并在180°C下反应18h，取出冷却到室温。
所得样品用蒸馏水和乙醇各洗2-3次并于90°C下烘干4h。将干燥以后的样品在500°C煅烧3h。自然冷却至室温，尽可能的研磨均勻，放入干燥器中备用。取80毫升浓度为50ppm的活性艳红XIB溶液，加入一定量的所制备的高效吸附剂，避光强磁力搅拌反应30min，用离心管取样，将其置于3000rpm的离心机中离心分离5分钟，用吸管移取一定体积的上清液于比色管中，用紫外-可见光分光光度计测其脱色率。实施例3
将5g硫酸钛水解于60ml蒸馏水中，称取3. 68g的葡萄糖和1. 39g的硝酸银充分溶解于上述水溶液中，强磁力搅拌60min。于聚四氟乙烯为内衬的反应釜中并在200°C下反应Mh，取出冷却到室温。所得样品用蒸馏水和乙醇各洗2-3次并于100°C下烘干池。将干燥以后的样品在600°C煅烧lh。自然冷却至室温，尽可能的研磨均勻，放入干燥器中备用。取80毫升浓度为50ppm的活性艳红XIB溶液，加入一定量的所制备的高效吸附剂，避光强磁力搅拌反应30min，用离心管取样，将其置于3000rpm的离心机中离心分离5分钟，用吸管移取一定体积的上清液于比色管中，用紫外-可见光分光光度计测其脱色率。实施例4
用紫外-可见光分光光度计测定活性艳红X-3B被吸附前后的全谱图。对活性艳红XIB 的废液处理结果如图1所示。从处理活性艳红X-:3B的活性图即图1中，可以发现避光磁力搅拌15分钟后，活性艳红X-:3B的降解率达到80%左右，而搅拌30分钟以后，活性艳红X-:3B的降解率达到95% 以上。从而可以说明，该发明是一种具有优良性能的吸附材料。实施例5
测定活性艳红X-3B被吸附前后的EDS能谱图如图2所示。比较吸附前后可以发现我们制备的吸附剂成功地吸附了活性艳红X-3B (活性艳红XIB的分子式为 Cl9H10O2N6O7S2Na )实施例6
测定活性艳红X-3B被吸附前后的FTHR图如图3所示。吸附前后的红外谱图中535CHT1 是Ti-O-Ti键的对称伸缩振动，3420 CnT1是表面吸附水的伸缩振动，2024 cnT1处的峰是 C=O键的伸缩振动吸收峰，1635 CnT1处的吸收峰因为C=O键与Ag+形成配位使得吸收频率降低而造成的。比较吸附前后的FT-IR图四65 cnT1明显增强是由于芳香环和vCH与OH 强烈缔合的伸缩振动而产生的，1045 cnT1处的峰是亚硫酸根的振动峰，1400 cnT1处的峰是-C=N-C=N-伸缩振动产生的，吸附前后的FT-IR与吸附前后的EDS能谱所反映出的情况是相吻合。实施例7
经不同煅烧温度后的产品的X射线粉末衍射图如图4所示。从图中可以看到清晰地看到Ag元素的特征吸收峰，C元素的特征吸收峰可能在27°左右与锐钛矿的TiO2衍射峰重合。随着煅烧温度的增加，样品主峰的半峰宽值随焙烧温度的升高而减少，这说明随着样品焙烧温度的升高，晶粒尺寸变大，比较600°C煅烧前后，发现经过600°C煅烧后，出现金红石相的二氧化钛特征峰，而不是单纯的锐钛矿的，且吸附活性与锐钛矿的纯度有关。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种高效的活性染料吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下几个步骤反应物预处理、合成初产品、洗涤、烘干、活化即得产品。
2.根据权利要求1所述的一种高效的活性染料吸附剂的制备方法，其特征在于所述的反应物预处理是将5g硫酸钛溶解于60ml蒸馏水中，称取硝酸银和葡萄糖充分溶解于上述水溶液中，以2000-2500r/min磁力搅拌30_60min。
3.根据权利要求2所述的一种高效的活性染料吸附剂的制备方法，其特征在于所述的硝酸银的质量按Ag =Ti摩尔比为0. 15-0. 4投料，葡萄糖的质量按C =Ti摩尔比为0. 4-0. 9 投料。
4.根据权利要求1所述的一种高效的活性染料吸附剂的制备方法，其特征在于所述的合成是将预处理后的反应物于聚四氟乙烯为内衬的反应釜中在160-200°C下反应 12-24h，取出冷却到室温即得初产品。
5.根据权利要求1所述的一种高效的活性染料吸附剂的制备方法，其特征在于所述的洗涤、烘干是将所得初产品用蒸馏水和纯度为99. 7%的无水乙醇各洗2-3次，于60-100°C 下烘干3-5h。
6.根据权利要求1所述的一种高效的活性染料吸附剂的制备方法，其特征在于所述的活化是将烘干后的样品在300-600°C煅烧l_4h。
7.—种如权利要求1所述的高效的活性染料吸附剂的应用，其特征在于产品应用于印染废水的处理，特别是含系列活性染料的处理。
全文摘要
本发明公开了一种利用水热法合成高效吸附剂的方法及其应用于含活性染料废液的处理。其技术方案是称取5g硫酸钛溶解于60ml蒸馏水中，称取一定量的葡萄糖和硝酸银充分溶解于上述溶液中，强磁力搅拌30-60min以后转移到聚四氟乙烯为内衬的反应釜中并在160-200℃下反应12-24h，取出冷却到室温，再用蒸馏水和无水乙醇各洗2-3次并于60-100℃下烘干3-5h。最后将干燥后的样品在300-600℃煅烧1-4h。产品应用于吸附含活性染料废液的处理，对活性染料有较好的吸附效率和吸附容量。
文档编号C02F1/28GK102266753SQ201110200228
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者潘青山, 郑柳萍, 颜桂炀 申请人:福建师范大学