一种应用于废水深度处理的环糊精材料制造技术

发明专利技术公开了一种应用于废水深度处理的环糊精材料，属于环境污染治理技术领域。该材料主要成分为磁铁矿粉末、粘合剂、环糊精材料、无纺布，以一定的比例制成内中外三层结构。内核为磁铁矿粉末与粘合剂的混合物，作用是使材料能够被磁场力分离；中层是环糊精材料，其作用是富集水中的污染物并兼具催化剂功能；外层是无纺布。本发明专利技术的环糊精材料主要有以下两大功能：（1）富集水中的微量有机污染物，以减少微量有机污染物在水体中的扩散同时降低其在水体中的浓度；（2）促进微量有机污染物的光催化降解。

A Cyclodextrin Material for Advanced Treatment of Wastewater

The invention discloses a cyclodextrin material for advanced treatment of wastewater, which belongs to the technical field of environmental pollution control. The main components of the material are magnetite powder, adhesives, cyclodextrin materials and non-woven fabrics, which are made into three layers of internal and external structure in a certain proportion. The core is a mixture of magnetite powder and adhesives, whose function is to separate the material by magnetic force; the middle layer is a cyclodextrin material whose function is to enrich pollutants in water and to act as catalyst; and the outer layer is a non-woven fabric. The cyclodextrin material of the invention has the following two main functions: (1) enriching trace organic pollutants in water to reduce the diffusion of trace organic pollutants in water while reducing their concentration in water; (2) promoting the photocatalytic degradation of trace organic pollutants.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于废水深度处理的环糊精材料
本专利技术涉及受微量有机污染物污染的深度水处理技术，具体的说是涉及一种具有富集并且能够光催化降解微量有机污染物，同时可以磁性分离的多功能材料。
技术介绍
微量有机污染物是指含量少、有毒有害难降解的污染物，进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化。环境中微量有机污染物种类繁多，常见的有机污染物主要包括直链脂肪烃、多环芳烃（PAH）、多氯联苯（PCB）、有机农药（主要为硝基芳烃化合物、有机磷、有机氯等）、金属有机化合物等。其中烃类污染物为最常见的有机污染物之一，主要包括直链脂肪烃、环烷烃、多环芳烃（PAHs）等。许多烃类有机污染物为毒害性污染物，尤其是许多多环芳烃类化合物均为致癌物。水是生命之源，随着现代工业化进程的不断加速，水污染事件屡见不鲜，经过一级、二级处理后，仍然有很多微量有机污染物不能去除，而且微量有机污染物在浓度很低的情况下进入环境后会使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化。因此，微量有机污染物的高效去除成为亟待解决的问题。环境内分泌干扰物，EnvironmentalEndocrineDisruptors简称EEDs，又称环境激素、内分泌活性化合物、内分泌干扰化合物，是微污染物的一大类，所谓环境内分泌干扰物是指一种外源性物质，该物质会导致未受损伤的有机体发生逆向健康影响，或使有机体后代的内分泌功能发生改变。潜在的内分泌干扰物则是一种可能导致未受损伤的有机体内分泌紊乱的物质。环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6~12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为α、β和γ环糊精。由于环糊精材料的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够像酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体包络各种适当的客体，如有机分子、无机离子以及气体分子等，且在紫外灯的照射下，环糊精材料能够促进污染物的光降解。本专利技术的环糊精材料，其内核磁性材料可以快速的使材料和水体分离，中层的环糊精材料具有外缘亲水且内腔疏水等特性，可以有效的富集微量有机污染物并且在光照条件下达到光催化降解微量有机污染物的效果。该材料可以高效降低废水中的微量有机污染物浓度并且易回收再生。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，在有机废水的深度处理中，专利技术了一种去除率高，易分离，能耗低的多功能材料，解决现有材料功能单一，回收再生困难的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供如下制备环糊精的方案。技术方案：本专利技术所述的一种应用于废水深度处理的环糊精材料，由内中外三层结构组成。内核由磁铁矿粉末与粘合剂组成，磁铁矿粉末与粘合剂的质量比为20%-75%、25-80%；中层是环糊精材料，主要为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精，其各组分质量百分比依次为0%-100%、0-100%、0-100%；外层为无纺布材料。本专利技术所述的一种应用于废水深度处理的环糊精材料，它按如下步骤进行制备：（1）将磁铁矿粉末与粘合剂混合搅拌均匀，在15-35℃下，将无水乙醇逐滴滴入，同时加以搅拌，直至固体全部被润湿，将得到的混合物通过造粒机造粒，得到直径为1mm-10mm的球状颗粒即为材料的内核。（2）将α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精以一定质量比例投加到无水乙醇中，制成固体质量分数为20%-50%的固液混合物，用喷淋器将其喷淋在已经制得材料的内核表面，当内核完全被覆盖之后并且内核与中层的质量百分数分别占总质量的20%-40%和60%-80%时，取出，制得的固体材料在40-80℃下，在氮气的保护下干燥，并回收乙醇。（3）用孔径为1μm-100μm，厚度为0.1mm-1mm的无纺布包裹固体材料，制成内中外三层的环糊精材料。本专利技术所述所述的一种应用于废水深度处理的环糊精材料，其特征在于，根据废水中微量有机污染物的浓度、水体流速以及污染物的种类，调整材料的各组分比，外形尺寸以及投加量，使材料能够最大化富集并降解微量有机污染物。附图说明图1是环糊精材料光降解污染物的机理图具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1将磁铁矿石粉末与粘合剂按质量百分数30%、70%混合搅拌均匀，在15-35℃下，将无水乙醇逐滴滴入，同时加以搅拌，直至固体全部被润湿，将得到的混合物通过造粒机造粒，得到直径为5mm的球状颗粒即为材料的内核。（2）将α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精按质量百分数10%、80%、10%混合投入到无水乙醇中，制成固体质量分数为30%的固液混合物，用喷淋器将其喷淋在已经制得材料的内核表面，当内核完全被覆盖之后并且内核与中层的质量百分数分别占总质量的25%和75%时，取出，制得的固体材料在50℃下，在氮气的保护下干燥，并回收乙醇。（3）用孔径为50μm，厚度为0.5mm的无纺布包裹固体材料，制成内中外三层的环糊精材料。将制备的2克环糊精材料置于1L的浓度为10mg/L双酚A溶液中，置于室温为25℃的避光环境中并不断搅拌，30分钟后双酚A浓度变为0.82mg/L，去除率为91.8%。为了对照，将1L的10mg/L双酚A溶液中，置于室温为25℃的环境中并不断搅拌，同时辅以50W的紫外灯光照，30分钟后双酚A浓度基本不变。最后，将2克材料置于1L的浓度为10mg/L双酚A溶液中，辅以50W的紫外灯光照，30分钟后双酚A浓度变为0.23mg/L，去除率为97.7%。实验后用磁铁将材料与水体分离，将材料烘干得1.83克，再将1.83克材料置于1L的10mg/L双酚A溶液中，同时辅以50W的紫外灯光照，30分钟后双酚A浓度变为2.14mg/L，去除率为78.6%。以上所述实例表明该材料具有富集双酚A并且光催化降解双酚A的功能；同时该环糊精材料可以通过磁场力与水体分离并可以重复利用。实施例2将磁铁矿石粉末与粘合剂按质量百分数30、70%混合搅拌均匀，在15-35℃下，将无水乙醇逐滴滴入，同时加以搅拌，直至固体全部被润湿，将得到的混合物通过造粒机造粒，得到直径为5mm的球状颗粒即为材料的内核。（2）将α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精按质量百分数20%、70%、10%混合投入到无水乙醇中，制成固体质量分数为40%的固液混合物，用喷淋器将其喷淋在已经制得材料的内核表面，当内核完全被覆盖之后并且内核与中层的质量百分数分别占总质量的30%和70%时，取出，制得的固体材料在50℃下，在氮气的保护下干燥，并回收乙醇。（3）用孔径为50μm，厚度为0.5mm的无纺布包裹固体材料，制成内中外三层的环糊精材料。将制备的2克环糊精材料置于1L的10mg/L对氯间二甲苯酚溶液中，在25℃下不断搅拌，辅以50W的紫外灯光照，60分钟后对氯间二甲苯酚浓度变为1.36mg/L，去除率为86.4%。实施例3将磁铁矿石粉末与粘合剂按质量百分数40%、60%混合搅拌均匀，在15-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于废水深度处理的环糊精材料，由内中外三层结构组成，内核由磁铁矿粉末与粘合剂组成，磁铁矿粉末与粘合剂的质量比为20%‑75%、25‑80%；中层是环糊精材料，主要为α‑环糊精、β‑环糊精、γ‑环糊精，其各组分质量百分比依次为0%‑100%、0‑100%、0‑100%；外层为无纺布材料。

【技术特征摘要】
1.一种应用于废水深度处理的环糊精材料，由内中外三层结构组成，内核由磁铁矿粉末与粘合剂组成，磁铁矿粉末与粘合剂的质量比为20%-75%、25-80%；中层是环糊精材料，主要为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精，其各组分质量百分比依次为0%-100%、0-100%、0-100%；外层为无纺布材料。2.根据权利要求1所述的环糊精材料，其特征在于，它按如下步骤进行制备：（1）将磁铁矿粉末与粘合剂混合搅拌均匀，在15-35℃下，将无水乙醇逐滴滴入，同时加以搅拌，直至固体全部被润湿，将得到的混合物通过造粒机造粒，得到直径为1mm-10mm的球状颗粒即为材料的内核；（2）将α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精以一定质量比例投加到无水乙醇中，制成固体质量分数为20%-50%的固液混合物，用喷淋器将其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彦波，杨源，王腾澔，李耀悦，杨强，刘琪铭，陈华锋，程光，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31