一种从制备纳米纤维素的废液中回收氮氧化合物的方法，属于水处理技术领域。操作步骤依次为：(1)对废液进行还原化处理；(2)对废液进行离子交换树脂处理；(3)对废液进行电吸附去离子化处理。通过实施该方法，废液中的无机盐含量降至0.4％以下，TEMPO氮氧化合物得到浓缩，回收率达到90％以上，废液可以直接回用，从而减少了价格昂贵的化学药品的使用，降低了生产成本，并减轻了废液对环境的污染问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理
，特别涉及一种从TEMPO诱导氧化预处理制备纳米纤 维素的废液中回收TEMPO氮氧化合物的方法。
技术介绍
TEMPO(2, 2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧化物）诱导氧化预处理结合物理机械法制备 纳米纤维素的工艺已得到广泛地应用。TEMPO诱导氧化预处理可选择性地将纤维素分子链 上的C6伯羟基氧化成相应的醛基或羧基，这将有利于降低随后的物理机械法制备纳米纤 维素的能量消耗。 在TEMP0/NaBr/NaC10组成的诱导氧化体系中，TEMPO作为主催化剂，NaBr作为助 催化剂，NaCIO作为主氧化剂。其中，作为催化剂的TEMPO在反应中是可以循环再生的。氧 化反应完成后，TEMPO等氮氧化合物残留在废液中，排放会造成环境污染，加上其价格昂贵， 因此，需要从废液中将其回收或回用，以减轻该工艺的环境负荷，降低生产成本。 TEMPO等氮氧化合物是低分子量的两亲（既溶于水又溶于有机溶剂）、低挥发性的 有机催化剂，通常的回收方法一般是萃取、吸附等，然而，采取液液萃取方法，不仅费时、效 率低，并且萃取所使用的有机溶剂如己烷保留在废液中，会带来二次污染问题，因此还需要 回收该有机溶剂，这将增加额外的费用。使用疏水合成树脂或类似的选择性吸附的方法，需 要用有机溶剂解吸吸附在树脂表面的氮氧化合物，如同之前描述的液液萃取方法，同样存 在着二次污染问题和增加费用。 此外，该废液中还含有无机盐、氧化物质、水溶性有机物、细小纤维等物质，会给 TEMPO等氮氧化合物的回收造成困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的回收效率低、成本高的不足，提供 一种从TEMPO诱导氧化预处理制备纳米纤维素后的废液中高效的回收TEMPO氮氧化合物的 方法。经过广泛、深入的研究，专利技术人发现通过对废液依次进行还原化处理、离子交换树脂 处理和电吸附去离子化处理，废液中含有的TEMPO氮氧化合物能很容易地以高的回收率得 到回收和可以被适当的再使用，利用这一发现完成了本专利技术。具体地说，本专利技术如下： -种从TEMPO诱导氧化预处理制备纳米纤维素的废液中回收TEMPO氮氧化合物的 方法，其特征在于，操作步骤依次为：（1)对废液进行还原化处理；(2)对废液进行离子交换 树脂处理；（3)对废液进行电吸附去离子化处理。 所述的废液专指TEMPO诱导氧化纤维素反应之后，过滤该反应溶液得到的滤液。 废液中回收的氮氧化合物是TEMP0(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧化物）或其衍 生物，比如4-羟基-TEMPO、4-乙酰胺基-TEMPO、4-甲氧基-TEMPO、4-羧基-TEMPO、4-氨 基-TEMPO、4-磷酸氧基-TEMPO、4-氧基-TEMPO,氮杂金刚烷氮氧自由基化合物或混合物。 操作步骤（1)中对废液进行还原化处理是指向废液中加入〇· 04% (质量浓度）的 还原性化学药品，比如亚硫酸钠、硫代硫酸钠。对废液进行还原化处理，主要作用是消除废 液中残存的氧化剂（主要是次氯酸盐）的氧化能力，预防离子交换树脂的降解。具体地说， 向废液中加入还原剂如亚硫酸盐、硫代硫酸盐，从而使废液中的残余卤素（如氯）的浓度降 低到lppm以下，还原剂的加入量一般小于或等于0. 2克对500毫升废液。 操作步骤（2)中对废液进行离子交换树脂处理是指废液依次经过填充了强碱型 阴离子交换树脂或弱碱型阴离子交换树脂的阴离子交换柱和填充了强酸型阳离子交换树 脂或弱酸型阳离子交换树脂的阳离子交换柱。对废液进行离子交换树脂处理，可以提高电 吸附去离子化的效率，以便得到更高的废液中的氮氧化合物的回收率。通过阴离子交换树 脂处理，废液中的水溶性阴离子低聚物和聚合物杂质可以去除，从而电吸附的去离子化效 率可以提高。废液中85%或更多，最好是95%或更多的水溶性阴离子有机物质被去除。通 过阳离子交换树脂处理，废液中的多价阳离子如钙离子可以去除，从而电吸附的去离子化 效率可以提高。废液中90%或更多，最好是95%或更多的钙离子被去除。 操作步骤（3)中对废液进行电吸附去离子化处理是指废液经过电吸附除盐装置， 含有的盐离子得以去除。电吸附是一种利用通电电极表面带电的特性对水中盐离子进行静 电吸附，以电极为介质，以静电场为推动力，将溶质从溶液中取出的方法。根据废液中无机 盐的浓度和预定的除盐率，可以灵活调整电吸附模块的工作电压、处理液体流量和模块数 量等工艺参数。 废液依次通过还原化处理、离子交换树脂处理、电吸附去离子化处理后，废液中的 无机盐的浓度小于0.4%。 按测定总氮（TN)含量的方法计算废液中的TEMPO氮氧化合物的回收率，其回收率 达到90%以上。 从废液中回收的TEMPO氮氧化合物可部分或全部用于纤维素材料的TEMPO诱导氧 化预处理以制备纳米纤维素。 废液依次通过还原处理，离子交换树脂处理，电吸附去离子化处理后，无机盐的浓 度小于0. 4%，90%以上的氮氧化合物得到回收，并且氮氧化合物具有氧化催化活性，因此， 处理后的废液可以直接作为纤维素氧化的反应介质直接回用，氮氧化合物得到完全回用， 只需要补充添加少量的或不添加新鲜的TEMPO氮氧化合物，就可以用于下一次的纤维素 TEMPO诱导氧化预处理。 专利技术的有利影响：该专利技术方法的工艺路线清晰、能耗低、效率高、成本少、减轻了污 染负荷、可实现工业化。【附图说明】 图1从TEMPO诱导氧化预处理制备纳米纤维素的废液中回收氮氧化合物的工艺示 意图 图2纳米纤维素的透射扫描电子显微镜（TEM)照片【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术做进一步描述，但本专利技术不局限于以下实施例。 实施例1 : 取500毫升废液（TEMPO含量：0. 5mm当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从制备纳米纤维素的废液中回收氮氧化合物的方法，其特征在于，操作步骤依次为：(1)对废液进行还原化处理；(2)对废液进行离子交换树脂处理；(3)对废液进行电吸附去离子化处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡云，刘金刚，
申请(专利权)人：中国制浆造纸研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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