一种去除水中染料的磁性吸附剂及其制备方法和应用_2

文档序号:9556398阅读:来源:国知局
干燥1 - 2地。
[0024] 所述的高效去除溶液中染料的磁性憐酸盐材料具有快速、高去除率、污水不需要 预处理等优点。
[00巧]所述的去除污水中的染料优选为:甲基蓝,刚果红,酸性品红,孔雀绿中的一种或 两种W上。
[0026] 所述的憐酸盐材料去除污水中染料的方法,包括W下步骤:
[0027] (1)取染料浓度为16mg/L- 4000mg/L的污水,调节抑值为3 - 10 ;
[00測 似将权利要求1所述的磁性吸附剂均匀分散在步骤(1)调节抑的污水中,于rc- 80°C下揽拌反应5min-化,吸附完成后在磁力作用下使磁性吸附剂沉降,过滤分离; 其中磁性吸附剂的投加量为每升污水中投加Ig- 400g。
[0029] 配制溶液的抑低于3时,本专利设及的磁性憐酸盐材料会被酸腐蚀而离解;配制 溶液的抑高于10时,本专利设及的金属离子会由于自身生成氨氧化物沉淀,运些情况下的 憐酸盐材料产生的去除效率将会受到影响。
[0030] 优选地,所述的磁性憐酸盐材料的投放量为每升污水中Ig- 20g。
[0031] 优选地,所述的将吸附有染料的磁性憐酸盐材料,从水体中分离的方法为在磁力 作用下沉降,过滤分离。
[0032] 去除率W及吸附量的计算方法如下:
[0033] 去除率(%) = (反应前染料浓度-反应后染料浓度)/反应前染料溶液浓 度X100%
[0034] 吸附量(mg/g)=(反应前染料溶液浓度-反应后染料溶液浓度)X污水体积/ 吸附剂加入量
[0035] 上述计算方法中,反应后染料溶液浓度(即吸附后的污水中染料溶液的浓度)可 采用紫外可见分光光度计来测量,在实际应用中反应前染料溶液浓度(即吸附前的污水中 染料溶液的浓度)也可采用紫外可见分光光度计来测量。
[0036] 与现有技术相比,本发明方法具有如下优点:
[0037] 1、本发明中的磁性憐酸盐材料具有纳米或微米结构,比表面积大,活性位点多,因 此可快速去除上述染料,且具有较好的选择性和饱和吸附量,明显高于现有技术结果。 阳03引2、本发明中的磁性憐酸盐材料形貌规整,杂质少,纯度高,比天然含憐酸盐的材料 含有更多的有效的成分,从而用料少,产生较少的污泥,减少后续处理。
[0039] 3、本发明中的磁性憐酸盐材料具有磁性,可在磁力作用下实现快速高效分离,分 离后的磁性憐酸盐材料经过简单富集脱附可再次重复使用,且5次重复吸附后仍可保持 50% - 90%的吸附能力,降低了工业处理废水的成本。
[0040] 4、本发明中的磁性憐酸盐材料具有优良的吸附量,对上述染料的去除率高,其中 甲基蓝的吸附量可达80 - 600mg/g,刚果红的吸附量可达300 -lOOOmg/g,酸性品红的吸附 量可达200 - 800mg/g,孔雀绿的吸附量可达400 -lOOOmg/g,明显高于现有其他吸附材料的 吸附量。
[0041] 5、本发明中的磁性憐酸盐材料廉价易得,具有环境友好的特性,不会造成二次污 染,加入少量的吸附剂即可快速、高效去除上述染料。含上述染料的污水经本发明方法处理 后,即成为符合国家生活用水标准的水体;
[0042] 6、溫度和溶液抑对本发明中的磁性憐酸盐材料的吸附选择性和饱和吸附量影响 不大,本发明中的磁性憐酸盐材料可W广泛应用于不同酸碱或溫度的染料污水的净化,不 需要严格控制反应溫度和对溶液抑进行预处理,从而减少工序,降低成本。
[0043] 7、本发明中的磁性憐酸盐材料的制备方法,利用调节抑值可W调节磁性憐酸盐 生成的动力学,通过反应过程各参数的控制,影响反应物或反应产物的溶解特性,从而最 终影响产物的构成,包括含结构的径基、结晶水W及憐酸根的组成(憐酸一氨根,憐酸二氨 根,憐酸根,焦憐酸根)。制备过程中,使用适量的表面活性剂能诱导晶粒的有序排列,有利 于得到规整形貌的磁性憐酸盐材料。该制备方法得到的反应产物粒径小,具有较大的比表 面积,反应活性位点多。所制备的磁性憐酸盐材料纯度高,含杂质较少,取用少量磁性憐酸 盐材料即可达到较好的吸附性能,产生废渣少。该制备方法合成方法简单,可操作性强、可 控性好、重现性好,易于工业化生产,生产成本低廉,具有较好的经济效益。本发明磁性憐酸 盐材料整个制备工艺及吸附应运操作简单,吸附性能稳定,是一种性价比较高的新型吸附 材料。
【附图说明】 W44]图1为本发明实施例1制备的磁性径基憐酸锁纳米棒的扫描电子显微镜图;
[0045] 图2为本发明实施例1制备的磁性径基憐酸锁纳米棒的X射线衍射谱图;
[0046] 图3为本发明实施5例2制备的磁性憐酸领纳米材料在不同酸碱度(抑值)条件 下对甲基蓝染料的吸附量^(mg/g)的变化关系图;
[0047] 图4为本发明实施例3制备的磁性憐酸锁领复合纳米材料在不同溫度 (Temperature,°C)条件下对刚果红染料的吸附量Qe(mg/g)的变化关系图;
[0048] 图5为本发明实施例4的磁性憐酸领纳米材料在不同甲基蓝溶液平衡浓度Ce(mg/ L)与甲基蓝溶液的吸附量ge.img/g).的变化关系图; 阳049] 图6为本发明实施例5的磁性憐酸领纳米材料在不同吸附时间(Time,min)与酸 性品红溶液的吸附量^(mg/g)的变化关系图;
[0050] 图7为本发明实施例6的磁性憐酸锁领纳米复合材料的磁性回收及对重复吸附孔 雀绿溶液时的吸附量^(mg/g)的变化关系图;
【具体实施方式】
[0051] W下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 阳0巧实施例1 阳化引将0. 03mol硝酸锁加入40血的去离子水中溶解,再加入0. 06g四氧化Ξ铁纳米 或微米颗粒,充分揽拌至均匀分散,即为溶液1,将0.Olmol憐酸钢加入的去离子水中 溶解,即为溶液2,将溶液2缓慢滴入溶液1中,并将该混合溶液置于40°C水浴锅中,充分揽 拌30min,将该混合溶液倒入100血高溫反应蓋中,180°C下反应12h,冷却至室溫,用去离子 水清洗3 -5次,60°C下烘干地,即得到淡粉色的磁性径基憐酸锁纳米材料,其扫描电子显微 镜图如图1所示,从图1可见,制得的磁性径基憐酸锁是直径为20 -50nm的棒状纳米材料; 该磁性径基憐酸锁纳米颗粒的X射线衍射谱图如图2所示。
[0054] 实施例2 阳化5] 将0. 03mol硝酸领加入40mL的去离子水中溶解,再加入0. 06g四氧化Ξ铁纳米或 微米颗粒,充分揽拌至均匀分散,即为溶液1,将0.Olmol憐酸钢加入的去离子水中溶 解,即为溶液2,将溶液2缓慢滴入溶液1中,并将该混合溶液置于4(TC水浴锅中,充分揽拌 30min,将该混合溶液倒入100血高溫反应蓋中,180°C下反应12h,冷却至室溫,用去离子水 清洗3 - 5次,60°C下烘干地,得到淡粉色的磁性憐酸领纳米材料。
[0056] 在6个100血的烧杯中分别配制50血的160mg/L甲基蓝水溶液,用肥1和化0H 来调整溶液的pH值,使得pH分别为3、4、6、7、9、10. 8 ;然后分别向运6个烧杯中加入0. 05g 本实施例中制备得到的磁性憐酸领纳米材料,在20°C下揽拌反应比,自然沉降5min后用注 射器从6个烧杯中分别取3mL溶液,用0. 45μL的针头过滤器将杂质过滤掉,用紫外可见分 光光度计对甲基蓝浓度进行测量,最后计算吸附量,具体结果如图3所示,图3为不同抑值 条件下磁性憐酸领纳米材料对甲基蓝溶液的吸附量的变化关系图。实验发现所采用的磁性 憐酸领纳米材料的吸附量受抑值影响较小,吸附量大致范围为80 -lOOmg/g。
[0057] 实施例3
[0058] 将0. 015mol硝酸领和0. 015mol硝酸锁加入40血的去离子水中溶解,再加入 0.〇6g四氧化Ξ铁纳米或微米颗粒,充分揽拌至均匀分散,即为溶液1,将0.0 lmol憐酸钢加 入20mL的去离子水中溶解,即为溶液2,将溶液2缓慢滴入溶液1中,并将该混合溶液置于 40°C水浴锅中,充分揽拌30min,将该混合溶液倒入lOOmL高溫反应蓋中,180°C下反应12h, 冷却至室溫,用去离子水清洗3 -5次,60°
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1