一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法，涉及污水处理技术领域，包括以下步骤：制备模板剂；将模板剂加入到乙醇溶液中，升温至30‑40℃搅拌溶清后，恢复室温，加入正硅酸乙酯和异丙醇铝，升温至50‑55℃搅拌20‑30min后，将四丙基氢氧化铵水溶液滴加进入，继续搅拌3‑5h后，得到凝胶材料，将得到的凝胶材料180‑200℃处理25‑30h，研磨粉碎后用去离子水洗涤，90‑100℃干燥10‑15h，置于碳管炉中750‑780℃焙烧10‑12h，即可得到所述介孔吸附剂，本发明专利技术介孔吸附剂具有极高的比表面积和中孔比表面积、规则有序的孔道结构、极高的总孔容体积，达到介孔材料的要求，而且对于不同的重金属离子都具有很好的吸附性能，可以用于纺织印染废水的后处理。

Preparation of mesoporous adsorbent for textile printing and dyeing wastewater treatment

【技术实现步骤摘要】
一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法
本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法。
技术介绍
纺织印染行业是工业污水排放大户，纺织废水主要是原料蒸煮、漂洗、漂白、上浆等过程中产生的含天然杂质、脂肪以及淀粉等有机物的废水。印染废水是洗染、印花、上浆等多道工序中产生的，含有大量染料、淀粉、纤维素、木质素、洗涤剂等有机物，以及碱、硫化物、各类盐类等无机物，重金属离子，污染性很强。当纺织废水排入天然水体后，其中所含大量有机物在好氧微生物作用下，会迅速消耗水体中的溶解氧。沉积在河底的有机物，因缺氧在厌氧微生物作用下，进行厌氧分解，释放出的硫化氢又进一步消耗水体中的溶解氧，造成水体中溶解氧浓度的大幅度下降，严重时将威胁水生生物的生存。此外，纺织废水中还存在一定量的漂白剂，其中的游离氯可能破坏或降低河流的自净能力。某些重金属还会在很长的河段上，危害水生动植物的生长，带有染料的纺织废水能使河水着色，降低河水的透明度，从而减慢水生植物的同化速度，间接地妨碍鱼类的生长，同时也大大降低了人类对水体的利用率。用纺织废水灌溉农田，由于碱性大，会引起土壤盐碱化。废水中的悬浮物将堵塞土壤的孔隙，阻碍农作物根系的吸呼，影响作物的生长。农作物和土壤微生物最适生长温度为20～25℃，但有时废水的温度可高达30～40℃，因此也将会对作物和土壤微生物产生不良影响。废水中的有毒物质含量虽然很少，对人畜和作物虽无直接危害，但它们会在农作物的根茎和果实中不断积累。此外，还会对地下水造成污染。<br>废水中的各种污染物或多或少会影响人体健康。重金属如汞、镉、铅、锌，铬和铜等离子，与硫形成硫化物后，易发生价态的变化。当它们进入人体后，与人体组织中某些酶的活性中心上的巯基(-SH)有很强的亲合力，结合后会抑制酶的活性。中国专利CN107899556A公开了一种废水处理吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将磁性石墨烯、玉米秸秆生物炭、玉米芯、茶树根粉末和膨润土混合干燥，研磨过筛，去除大颗粒；(2)加入乙酸和去离子水，放入水浴锅中搅拌；(3)过滤，清洗，干燥研磨，过筛，去除大颗粒；(4)加入淀粉黄原酸酯、牛血清蛋白、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、和去离子水，搅拌混匀制成小球；(5)将小球进行干燥后浸入硼酸和去离子水的溶液中浸泡；(6)将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中即得。本专利技术的废水处理吸附剂，对COD的去除率很高，对于Cu2+和Pb2+的去除率也很高，对含重金属离子的废水有很好的处理效果，同时脱色效果也较好。中国专利CN107638875A公开了一种印染废水处理专用吸附剂及其制备方法，原料组成成分按重量份数由以下比例组成：纤维素10-15份、壳聚糖10-20份、丙烯酰胺20-30份、淀粉6-9份、聚丙烯酰胺6-8份、铝盐混凝剂5-10份、马来酸酐接枝聚丙烯10-20份、天然沸石6-8份、活性炭10-15份、新型膨润土吸附剂4-6份、蒙脱土2-4份、氨基三甲叉膦酸2-3份、去离子水10-20份、氮气10-15份。本专利技术材料易得，可降解性高，结构形成多孔状，吸附效果好，且韧性强，具有良好的抗冲击力，絮凝效果好，具有良好的金属吸附效果，避免形成污垢，提高废水处理工作效率，可循环利用，降低成本。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将十六烷基三甲基溴化铵加入到干燥二氯甲烷中，搅拌降温至0℃以下滴加二氯亚砜，滴毕后，缓慢恢复至5-10℃反应30-40min，再升温至回流反应2-5h，减压蒸馏除去二氯甲烷和多余的二氯亚砜，降温至0-5℃，缓慢加水至体系稳定后再加入乙酸乙酯萃取分液，乙酸乙酯相多次水洗后无水硫酸钠干燥减压蒸干，得到化合物A，HPLC测试纯度≥90％，进入下一步；(2)将联苯醇、碳酸钾、催化量的碘化钾加入到干燥DMF中，搅拌升温至60-70℃，将上述化合物A用干燥DMF溶解后缓慢滴加进入，滴毕后，升温至80-85℃保温反应8-12h，加氯化钠水溶液淬灭，用冰醋酸调节体系pH至中性后，乙醚多次萃取，合并乙醚相，无水硫酸钠干燥后减压蒸干，反应物用柱层析分离提纯，得到化合物B；(3)将化合物B加入到乙醇溶液中，升温至30-40℃搅拌溶清后，恢复室温，加入正硅酸乙酯和异丙醇铝，升温至50-55℃搅拌20-30min后，将四丙基氢氧化铵水溶液滴加进入，继续搅拌3-5h后，得到凝胶材料，将得到的凝胶材料180-200℃处理25-30h，研磨粉碎后用去离子水洗涤，90-100℃干燥10-15h，置于碳管炉中750-780℃焙烧10-12h，即可得到所述介孔吸附剂。进一步地，步骤(1)中十六烷基三甲基溴化铵与二氯亚砜的摩尔质量比为1：40-60。进一步地，步骤(2)中联苯醇与化合物A的摩尔质量比2-2.5：1。进一步地，步骤(2)中氯化钠水溶液的质量浓度为30-40％。进一步地，步骤(2)中柱层析所用洗脱液为石油醚和乙酸乙酯。进一步地，步骤(2)柱层析时先用V(石油醚):V(乙酸乙酯)10:1洗脱，再用V(石油醚):V(乙酸乙酯)5:1洗脱，最后用V(石油醚):V(乙酸乙酯)2:1洗脱即可得到化合物B。进一步地，所得到的化合物BHPLC测试纯度≥98％。进一步地，步骤(3)中乙醇溶液的质量浓度为8-15％。进一步地，步骤(3)中四丙基氢氧化铵水溶液的质量浓度为25％。进一步地，步骤(3)中异丙醇铝：正硅酸乙酯：四丙基氢氧化铵的摩尔质量比为1：50-60：5。(三)有益效果本专利技术提供了一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法，具有以下有益效果：表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵是一种常规的模板剂，本专利技术在常规模板剂十六烷基三甲基溴化铵的疏水链端通过两步化学反应以共价键的方式引入芳香基(联苯基)，一步反应直接就可以得到纯度≥90％的化合物A，不需要经过额外提纯就可以投入下一步，虽然使用了有污染的二氯亚砜，但是反应结束后减压蒸馏将多余的二氯亚砜直接淬灭，对环境影响较小，第二步反应反应条件温和，易于操作，反应过程中联苯基与十六烷基三甲基溴化铵的烷基长链相连接，基于分子间的π-π相互作用来稳定胶束和吸附剂的骨架结构，而且正是由于π-π键的存在，单季铵头的模板剂分子也具备了同时导向介孔和微孔的能力，所制得的介孔吸附剂有序度高，稳定性好，孔径分布均匀，本专利技术介孔吸附剂具有极高的比表面积和中孔比表面积、规则有序的孔道结构、极高的总孔容体积，达到介孔材料的要求，而且对于不同的重金属离子都具有很好的吸附性能，可以用于纺织印染废水的后处理。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将十六烷基三甲基溴化铵加入到干燥二氯甲烷中，搅拌降温至0℃以下滴加二氯亚砜，滴毕后，缓慢恢复至5-10℃反应30-40min，再升温至回流反应2-5h，减压蒸馏除去二氯甲烷和多余的二氯亚砜，降温至0-5℃，缓慢加水至体系稳定后再加入乙酸乙酯萃取分液，乙酸乙酯相多次水洗后无水硫酸钠干燥减压蒸干，得到化合物A，HPLC测试纯度≥90％，进入下一步；/n(2)将联苯醇、碳酸钾、催化量的碘化钾加入到干燥DMF中，搅拌升温至60-70℃，将上述化合物A用干燥DMF溶解后缓慢滴加进入，滴毕后，升温至80-85℃保温反应8-12h，加氯化钠水溶液淬灭，用冰醋酸调节体系pH至中性后，乙醚多次萃取，合并乙醚相，无水硫酸钠干燥后减压蒸干，反应物用柱层析分离提纯，得到化合物B；/n(3)将化合物B加入到乙醇溶液中，升温至30-40℃搅拌溶清后，恢复室温，加入正硅酸乙酯和异丙醇铝，升温至50-55℃搅拌20-30min后，将四丙基氢氧化铵水溶液滴加进入，继续搅拌3-5h后，得到凝胶材料，将得到的凝胶材料180-200℃处理25-30h，研磨粉碎后用去离子水洗涤，90-100℃干燥10-15h，置于碳管炉中750-780℃焙烧10-12h，即可得到所述介孔吸附剂。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将十六烷基三甲基溴化铵加入到干燥二氯甲烷中，搅拌降温至0℃以下滴加二氯亚砜，滴毕后，缓慢恢复至5-10℃反应30-40min，再升温至回流反应2-5h，减压蒸馏除去二氯甲烷和多余的二氯亚砜，降温至0-5℃，缓慢加水至体系稳定后再加入乙酸乙酯萃取分液，乙酸乙酯相多次水洗后无水硫酸钠干燥减压蒸干，得到化合物A，HPLC测试纯度≥90％，进入下一步；
(2)将联苯醇、碳酸钾、催化量的碘化钾加入到干燥DMF中，搅拌升温至60-70℃，将上述化合物A用干燥DMF溶解后缓慢滴加进入，滴毕后，升温至80-85℃保温反应8-12h，加氯化钠水溶液淬灭，用冰醋酸调节体系pH至中性后，乙醚多次萃取，合并乙醚相，无水硫酸钠干燥后减压蒸干，反应物用柱层析分离提纯，得到化合物B；
(3)将化合物B加入到乙醇溶液中，升温至30-40℃搅拌溶清后，恢复室温，加入正硅酸乙酯和异丙醇铝，升温至50-55℃搅拌20-30min后，将四丙基氢氧化铵水溶液滴加进入，继续搅拌3-5h后，得到凝胶材料，将得到的凝胶材料180-200℃处理25-30h，研磨粉碎后用去离子水洗涤，90-100℃干燥10-15h，置于碳管炉中750-780℃焙烧10-12h，即可得到所述介孔吸附剂。


2.如权利要求1所述的用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中十六烷基三甲基溴化铵与二氯亚砜的摩尔质量比为1：40-60。

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦子，
申请(专利权)人：安徽子延科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34