一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及废水处理技术领域，具体涉及一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法。本发明专利技术印染废水用磁性纳米材料的制备方法包括蛋白石页岩表面处理、蛋白石页岩表面修饰和核壳反应三个步骤。改性后的蛋白石页岩不仅表面亲水性能增加，而且吸附染料和重金属的能力也得到进一步的提升，在进行吸附时能与废水水体更好地相容，实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法。

技术介绍

[0002]印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100～200吨，其中80％～90％最后都会成为废水。纺织印染废水具有产量大、有机污染物含量高等特点，废水中含有大量的染料、助剂和重金属污染物，这些污染物流入江川河流后会分解产生各种的致癌物质，轻度会引起皮肤过敏，严重的会引发肿瘤及癌症。此外，印染废水中的助剂、浆料等还会掺杂有重金属离子，这些重金属离子很容易与生物结合，通过水体富集到体内，最终通过食物链进入人体，影响人的健康。
[0003]印染废水常用的处理方法主要有膜分离法、化学法、氧化还原法、光催化法和吸附法等。膜分离法由于成本过高目前还不能大规模使用。化学法主要是用化学药品对废水中的物质进行沉淀，然后再进行固液分离，虽然这种方法成本低，但是由于处理废水时需要加入大量的沉淀剂，沉淀剂回收困难进而容易造成二次污染。氧化还原法主要是在废水中加入氧化剂，通过与染料进行氧化还原反应而去除污染物的，但该方法需要使用大量耐腐蚀设备，工艺流程较为复杂，成本较高。光催化法是指光催化剂在可见光或紫外线照射下将光能转化为化学能，破坏染料分子中的分子结构，从而将有机污染物分解，转化为无害的二氧化碳和水的方法，该方法虽然不会产生二次污染，但是催化效率低，不实用。吸附法凭借成本低、可再生和无二次污染等优点，在印染废水处理上具有一定的优势，纳米材料由于具有优异的表面性能，是吸附印染废水中污染物的合适材料。
[0004]然而，由于纳米材料体积较少，加入废水中吸附后很难分离出来，容易对环境造成二次污染。因此，为了更好地对纳米吸附剂进行回收，各国的研究人员对纳米材料进行磁性改性，弥补了纳米材料回收难的问题，因为在外加磁场下纳米吸附剂易从溶液中分离出来，避免了材料的浪费，减少了对环境的污染。
[0005]中国专利CN102527332A公开了一种复合磁性吸附材料及其制备方法和应用，该复合磁性吸附材料是由粉状活性炭颗粒及其表面或内部混杂嵌入的纳米Fe3O4构成，该磁性吸附材料可用于超导磁分离处理污水，但由于该材料表面亲水性弱，加入印染废水中吸附容易漂浮起来，去除废水中污染物效率差。
[0006]中国专利CN109317089A公开了一种用于含铊废水处理的磁性吸附材料，该磁性吸附材料为二氧化锰负载铁酸锰，虽然外加磁场能够很好地回收该吸附材料，但是该吸附材料的吸附能力和吸附速率一般，不利于工业印染废水污染物的快速移除。

技术实现思路

[0007]为了克服上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种印染废水用磁性纳
米材料的制备方法。
[0008]本专利技术提供了一种印染废水用磁性纳米材料，所述磁性纳米材料的制备方法包括以下步骤：
[0009]S1、蛋白石页岩表面处理：将蛋白石页岩煅烧；溶于1～2mol/L的酸中，离心，用水洗涤至上清液pH＝6～7，烘干，得表面处理的蛋白石页岩；
[0010]S2、蛋白石页岩表面修饰：取步骤S1所述表面处理的蛋白石页岩，滴入硅烷偶联剂，加入回流溶剂回流，过滤，乙醇洗涤，烘干，得表面修饰蛋白石页岩；
[0011]S3、核壳反应：称取步骤S2所述的表面修饰蛋白石页岩，加入醇类溶剂，超声分散，加入六水三氯化铁，搅拌3～5h，加入醋酸钠和阴离子聚电解质，搅拌40～60min，转至聚四氟乙烯反应器中反应，洗涤，烘干。
[0012]进一步地，所述磁性纳米材料的制备方法包括以下步骤：
[0013]S1、蛋白石页岩表面处理：将蛋白石页岩煅烧；溶1.5mol/L的酸中，离心，用水洗涤至上清液pH＝6.5，烘干，得表面处理的蛋白石页岩；
[0014]S2、蛋白石页岩表面修饰：取步骤S1所述表面处理的蛋白石页岩，滴入硅烷偶联剂，加入回流溶剂回流，过滤，乙醇洗涤，烘干，得表面修饰蛋白石页岩；
[0015]S3、核壳反应：称取步骤S2所述的表面修饰蛋白石页岩，加入醇类溶剂，超声分散，加入六水三氯化铁，搅拌4h，加入醋酸钠和阴离子聚电解质，搅拌50min，转至聚四氟乙烯反应器中反应，洗涤，烘干。
[0016]进一步地，步骤S1中所述酸为盐酸或磷酸。
[0017]进一步地，步骤S2中所述的硅烷偶联剂为3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、二乙氨基三甲基硅烷和N
‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0018]进一步地，所述硅烷偶联剂由3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和N
‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基三乙氧基硅烷按1：0.05～0.5的质量比组成。
[0019]优选地，所述硅烷偶联剂由3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和N
‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基三乙氧基硅烷按1：0.2的质量比组成。
[0020]进一步地，步骤S2中所述的回流溶剂为甲苯或二甲苯。
[0021]进一步地，步骤S3中所述的醇类溶剂为乙醇、甲醇、乙二醇和丙三醇中的一种或多种。
[0022]进一步地，步骤S3中所述的阴离子聚电解质为聚(4
‑
苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑
顺丁烯二酸)钠盐、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酸和聚乙烯醇中的一种或多种。
[0023]优选地，步骤S3中所述的阴离子聚电解质为聚(4
‑
苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑
顺丁烯二酸)钠盐
[0024]进一步地，步骤S1中蛋白石页岩的煅烧温度为200～400℃，煅烧时间为3～6h。
[0025]优选地，步骤S1中蛋白石页岩的煅烧温度为300℃，煅烧时间为5h。
[0026]进一步地，步骤S2中的回流时间为8～16h。
[0027]优选地，步骤S2中的回流时间为10h。
[0028]进一步地，所述聚四氟乙烯反应器中的反应温度为200～400℃，反应时间为12～16h。
[0029]进一步地，所述聚四氟乙烯反应器中的反应温度为300℃，反应时间为15h。
[0030]与现有技术相比，本专利技术提供的一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法具有以下有益效果：
[0031](1)本专利技术通过制备得到聚阴离子电解质修饰的蛋白石页岩包覆磁性纳米材料，该材料对印染废水中染料的吸附具有很好的效果，废水重金属、染料移除效率优异。
[0032](2)本专利技术使用的蛋白石页岩先进行表面处理再进行表面修饰，表面处理后的蛋白石页岩粉末表面羟基的数量增加，亲水性能增加，之后表面羟基与带有氨基的硅烷偶联剂表面改性，蛋白石页岩不仅在表面改性后吸附能力增加，其亲水性能也得到进一步的提升，在进行吸附时能与废水水体更好的相容，实用性强。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、蛋白石页岩表面处理：将蛋白石页岩煅烧；溶于1～2mol/L的酸中，离心，用水洗涤至上清液pH＝6～7，烘干，得表面处理的蛋白石页岩；S2、蛋白石页岩表面修饰：取步骤S1所述的表面处理蛋白石页岩，滴入硅烷偶联剂，加入回流溶剂回流，过滤，乙醇洗涤，烘干，得表面修饰蛋白石页岩；S3、核壳反应：称取步骤S2所述的表面修饰蛋白石页岩，加入醇类溶剂，超声分散，加入六水三氯化铁，搅拌3～5h，加入醋酸钠和阴离子聚电解质，搅拌40～60min，转至聚四氟乙烯反应器中反应，洗涤，烘干。2.根据权利要求1所述的一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述酸为盐酸或磷酸。3.根据权利要求1所述的一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述的硅烷偶联剂为3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、二乙氨基三甲基硅烷和N
‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种印染废水用磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂由3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和N...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁俊杰，原晔，余金礼，
申请(专利权)人：武汉绿知行环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：