一种吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的应用制造技术

本发明专利技术属于轻型化工技术领域，尤其涉及一种吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的应用，该吸附剂能够选择性去除水溶液中的染料，同时还可以回收染料，具有一定环保意义和经济价值，成本低，吸附容量大，吸附性稳定，吸附的染料可以进行二次利用，具有极大的节能减排和环境友好的优势。

Application of a pyridone dicarboxylic acid modified cellulose adsorbent

The invention belongs to the technical field of light chemical industry, in particular relates to the application of a pyridone diacid modified cellulose adsorbent, which can selectively remove dyes from aqueous solution and recover dyes. The adsorbent has certain environmental protection significance and economic value, low cost, large adsorption capacity, stable adsorption and adsorption. Dyestuffs can be used for the two time and have great advantages of energy saving and emission reduction and environmental friendliness.

【技术实现步骤摘要】
一种吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的应用
本专利技术属于轻型化工
，尤其涉及一种吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的应用。
技术介绍
我国是世界染料产量第一大国，约占世界染料总产量的70％以上。在生产和使用过程中约有10％-20％染料释放到水体中。这一方面增加了污水处理的难度，对环境产生了较大的污染；另一方面也增加了工业生产的成本，造成了不必要的浪费。实现染整废液中染料残液的吸附分离和回收成为当今一个重要的发展课题。现有染料废水处理的方法，包括吸附法，絮凝法，氧化法，电解法，生化法等，效果各不相同。其中，吸附法因其操作简单、效率高等优势在废水处理中研究较多。但是我们发现能够选择性吸附溶液中染料的报道很少见到。如果在处理废水中染料的同时能够进行分离，则能够极大的提高染料的利用率，具有很高的经济价值。纤维素在吸附染料过程中表现出了不错的潜力，并且其来源广泛，价格低廉，因此，研究价值较高。吡啶酮类衍生物改性纤维素对阳离子染料有着不错的吸附效果，对阴离子染料的吸附能力则有限。但目前还没有将吡啶酮双酸改性纤维素应用于染料废水的处理中的报道。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的应用，该吸附剂能够选择性去除水溶液中的染料，同时还可以回收染料，具有一定环保意义和经济价值。本专利技术探究了一种吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂对阳离染料和阴离子染料的分离性能。具体的，本专利技术首先探究了该吸附剂对亚甲基蓝、结晶紫、刚果红、孔雀石绿、曙红、玫瑰红B等含有阴、阳离子的染料的吸附能力。将上述染料配成溶液模拟染料废水，加入所合成的吸附剂，达到吸附平衡后，通过研究吸附剂吸附染料溶液前后的吸光度的变化来计算该吸附剂的吸附容量，并根据以上数据得出该吸附剂对不同染料的吸附容量的差异。然后，配置上述染料中两种染料的混合溶液，加入吸附剂进行吸附，研究其对混合染料的分离情况。为进一步测试吸附剂的循环利用能力，向吸附后的溶液中加入盐酸、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠进行解析，因在解吸附时，最大吸收波长和吸光度的值均在变化，所以将解吸附后的溶液静置后分离溶液与吸附剂，并将溶液调至中性，测其吸光度，并根据以上数据得出解吸附率。本专利技术提出了一种阳离子染料吸附剂，包括吡啶酮双酸改性纤维素，其化学结构式为：本专利技术提出了上述阳离子染料吸附剂在分离阳离子染料和阴离子染料中的应用，所述阳离子染料包括亚甲基蓝、结晶紫、孔雀石绿、玫瑰红B、苯胺紫、阳离子蓝X-B、阳离子金黄X-GL、甲基橙，所述阴离子染料包括曙红、刚果红、日落黄、胭脂红、酸性红B、酸性紫R。本专利技术提出了上述阳离子染料吸附剂在废水处理领域的应用，尤其是纺织印染废液中染料残液的移除与回收方面的应用。本专利技术提出了上述阳离子染料吸附剂在吸附染料分子方面的应用，尤其是吸附带正电的染料分子方面的应用，所述带正电的染料为亚甲基蓝、结晶紫、孔雀石绿、玫瑰红B、苯胺紫、阳离子蓝X-B、阳离子金黄X-GL、甲基橙。进一步的，吸附温度为25～50℃，时间为20min，pH为3～10。所述亚甲基蓝、结晶紫、刚果红、玫瑰红B、孔雀石绿、曙红的化学式为：借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：(1)本专利技术提出的吸附剂对染料分子有较高的吸附效果，吸附能力强、吸附速度快(5-20min)，对亚甲基蓝、结晶紫、孔雀石绿的最大吸附量分别达到113.64mg/g、120mg/g、120mg/g；(2)本专利技术提出的吸附剂适用范围广，pH范围3～10都可以进行吸附(见图14-16)，在一定程度上扩大了吸附剂的应用范围；(3)本专利技术所述的吸附剂可以通过解吸附作用重复再利用的吸附剂，对染料结构没有破坏作用，并且通过解吸附作用提高了吸附剂的重复利用率，具有成本低廉、吸附容量大、性能稳定、再生性能好及环境友好等优点。附图说明图1-图6分别为实施例1中阴离子染料(曙红、刚果红)、阳离子染料(亚甲基蓝、结晶紫、孔雀石绿、玫瑰红B)的纯溶液在吸附前后的波长-吸光度曲线图。图7、图9、图11分别为实施例1中亚甲基蓝+曙红、结晶紫+曙红、孔雀石绿+曙红的混合溶液在吸附前后的波长-吸光度曲线图。图8、图10、图12分别为实施例1中亚甲基蓝+刚果红、结晶紫+刚果红、孔雀石绿+刚果红的混合溶液在吸附前后的波长-吸光度曲线图。图13为对比例2中各染料吸光度-浓度的标准曲线。图14-图16为对比例2中不同pH下不同染料的波长-吸光度曲线图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例1吸附剂在吸附染料分子方面的应用一、纯溶液将10mg的吸附剂，置于60mL浓度为20mg/L染料溶液中，吸附一定时间后测定并计算吸附剂对它们的吸附量，吸附前后的波长-吸光度曲线图见图1-6。(1)曙红：温度为20℃，时间为20min，pH为8.07；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的最大吸附量为2.52mg/g。吸附率约为2.1％。见图1。(2)刚果红：温度为20℃，时间为20min，pH为8.04；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的最大吸附量为5.94mg/g。吸附率约为4.95％。见图2。(3)亚甲基蓝：温度为20℃，时间为20min，pH为8.05；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的最大吸附量为113.64mg/g。吸附率为94.7％。见图3。(4)结晶紫：温度为20℃，时间为20min，pH为8.08；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的最大吸附量为120mg/g。吸附率约为100％。见图4。(5)孔雀石绿：温度为20℃，时间为20min，pH为8.03；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的最大吸附量为120mg/g。吸附率约为100％。见图5。(6)玫瑰红B：温度为20℃，时间为20min，pH为8.03；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂的最大吸附量为76.26mg/g。吸附率为63.55％。见图6。二、混合溶液将10mg的吸附剂，置于30mL浓度为20mg/L的阳离子染料(亚甲基蓝、结晶紫或孔雀石绿)和30mL浓度为20mg/L的阴离子染料(刚果红或曙红)的混合溶液中，吸附一定时间后测定并计算吸附剂对它们的吸附量。吸附前后的波长-吸光度曲线图见图7-12。(1)亚甲基蓝+刚果红：温度为20℃，时间为20min，pH为7.99；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂对亚甲基蓝的最大吸附量为117.92mg/g，吸附率为98.27％；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂对刚果红的吸附率约为12.32％。见图8。亚甲基蓝+曙红：温度为20℃，时间为20min，pH为8.09；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂对亚甲基蓝的最大吸附量为119.84mg/g，吸附率为99.87％；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂对曙红的吸附率约为3.7％。见图7。(2)结晶紫+刚果红：温度为20℃，时间为20min，pH为8.13；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂对结晶紫的最大吸附量为105.14mg/g，吸附率为87.62％；吡啶酮双酸改性纤维素吸附剂对刚果红的吸附率约为13.7％。见图10。结晶紫+曙红：温度为25℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阳离子染料吸附剂，其特征在于：包括吡啶酮双酸改性纤维素，其化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种阳离子染料吸附剂，其特征在于：包括吡啶酮双酸改性纤维素，其化学结构式为：2.权利要求1所述的阳离子染料吸附剂在分离阳离子染料和阴离子染料中的应用，其特征在于：所述阳离子染料包括亚甲基蓝、结晶紫、孔雀石绿、玫瑰红B、苯胺紫、阳离子蓝X-B、阳离子金黄X-GL、甲基橙，所述阴离子染料包括曙红、刚果红、日落黄、胭脂红、酸性红B、酸性紫R。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：吸附温度为25～50℃，时间为20min，pH为3～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昌，李欣阅，段岳宏，何颖婷，雷琴，马皓哲，周嫦娥，杜金梅，许长海，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32