一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法，所述方法包括对互花米草材料进行预处理，对预处理后的互花米草材料进行改性，通过制备得到磷酸基改性互花米草吸附剂，然后采用该吸附剂处理染料废水。本发明专利技术通过在尿素催化下利用磷酸改性互花米草制备吸附剂，有效地利用资源，化害为利，通过磷酸基改性使得互花米草表面由光滑变得极为粗糙、结构也发生了变化，存在很多缝隙，增大了互花米草的比表面积，进而提高互花米草的吸附能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法


[0001]本专利技术涉及染料废水处理
，具体为一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法，尤其是一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理亚甲基蓝染料废水的方法。

技术介绍

[0002]染料是指能使其他物质获得牢固而鲜明色泽的一类有机化合物，由于现在使用的颜料基本都是人工合成的，所以也叫合成染料。我国染料行业的市场规模巨大，且早已成为全球染料生产基地，年产量在2016年就已经达到92.8万吨，出口量基本保持在25万吨上下。染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色，同时也广泛地应用于油墨、橡胶、塑料、食品和造纸等工业。根据染料性质及应用方法可分为直接染料、活性染料、硫化染料、分散染料、酸性染料和阳离子染料等，其中阳离子染料是聚丙烯腈纤维的专用染料，该染料水溶性好、生化性差，形成的废水处理难度大，因此开发处理阳离子染料废水处理技术意义重大。
[0003]亚甲基蓝是一种典型的阳离子型染料，外观为深绿色，易溶于水和乙醇等，而不溶于醚类物质。空气中的亚甲基蓝较为稳定，其水溶液呈碱性，且具有毒性，在染色、医疗、分析鉴定等方面有着广泛的应用。在染色方面，亚甲基蓝用于制造色淀、墨水及生物、细菌组织的染色，还可以和结晶紫、黄糊精以一定比例混合形成碱性品红。在医疗方面，因为它的还原性强，所以亚甲基蓝的注射液可以用来治疗正铁血红蛋白血症，也可用于抢救硝酸物和氰化物中毒的人等。在临床方面，因为它具有优良的杀菌和消毒作用，也被用于治疗磺胺过敏症，口服或它的溶液冲洗可以一定地治疗尿道炎和膀胱炎等疾病。万物都有其两面性，而亚甲基蓝也不例外，作为印染废水的主要代表污染物，它有较强的毒性。常人若摄入过大的剂量，会引发恶心、腹痛、眩晕、头痛和神志不清等症状，严重影响身体健康。如果含亚甲基蓝的溶液不经过处理直接排入水环境中，会导致水体光照强度严重下降，水生植物光合作用无法进行，影响水体的生态环境平衡。
[0004]目前处理亚甲基蓝废水的工艺主要有生物法、化学法和物理法。生物法包括好氧生物处理、厌氧生物处理和厌氧
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好氧处理工艺；化学法包括混凝法和化学氧化法等；物理法包括吸附法、膜分离法、自然沉降法和磁分离法等。吸附法是将吸附剂粉碎并与废水混合均匀，或制备由颗粒吸附剂组成的滤床来处理废水，从而将废水中的污染物吸附在吸附剂的表面，通过过滤等手段去除废水中的污染物。常用的吸附剂有活性炭、硅藻土、硅胶和纤维素等。吸附法也常用于染料废水的处理，活性炭吸附和生物处理结合的方法在染料废水处理方面的应用越来越广泛。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法，以有效地利用资源，降低污/废水处理成本，同时产生更好的效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法，包括以下步骤：1）材料预处理：将互花米草水洗、干燥、粉碎，产物于二甲基甲酰胺中浸泡过夜，随后真空过滤除去二甲基甲酰胺，所得互花米草粉末备用；2）改性：将所得互花米草粉末再次浸入二甲基甲酰胺中，投入尿素搅拌，在搅拌下逐滴添加磷酸，搅拌1~2h后，将反应混合物的温度升高至150
±
10 ℃并进一步搅拌2~3 h得到初步产物，将初步产物冷却至室温并过滤后，反应物用70%乙醇洗涤，然后用水洗至中性得到湿的改性产物；3）吸附剂制备：将湿的改性产物以适当比例悬浮在NaOH溶液中并搅拌1~2 h，然后用蒸馏水彻底洗涤以除去残留的碱，最后将湿产物在50
±
10℃下干燥24h并放置于干燥器中保存待后续作为吸附剂使用；4）废水处理：调节染料废水pH值，加入上述磷酸基改性互花米草吸附剂材料，旋转混合反应。
[0007]优选地，在步骤1）中，互花米草粉碎后过100~120目筛得互花米草粉末，互花米草于二甲基甲酰胺中浸泡的比例为1.6~5g互花米草粉末/100mL二甲基甲酰胺。
[0008]优选地，在互花米草的改性中，按互花米草的质量计，每g互花米草粉末使用20~60mL二甲基甲酰胺、0.7~2.4g尿素，磷酸的添加量为0.2~0.6g磷酸/g互花米草粉末。
[0009]优选地，在染料废水的处理中，先将废水pH值调节至6~8。
[0010]优选地，本专利技术所处理的染料废水为亚甲基蓝浓度为50~100 mg/L的染料废水。
[0011]进一步优选地，染料废水的反应时间为1~2 h。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用互花米草与磷酸在二甲基甲酰胺为载体、尿素为催化剂的条件下进行改性，为互花米草引入新的磷酸基团，制备得到磷酸基互花米草，通过磷酸基改性使得互花米草表面由光滑变得极为粗糙，从而使得结构也发生了变化，存在很多缝隙，增大了互花米草的比表面积，进而提高互花米草的吸附能力。
附图说明
[0013]图1示出了本专利技术改性过程中主要发生的化学反应；图2示出了改性前后材料表面的电镜照片；图3示出了pH对互花米草材料（SA）和磷酸基改性互花米草材料（PMSA）吸附能力的影响；图4示出了温度对磷酸基改性互花米草材料（PMSA）吸附能力的影响；图5示出了磷酸和互花米草（SA）质量比对磷酸基改性互花米草材料（PMSA）吸附能力的影响；图6示出了催化剂浓度对磷酸基改性互花米草材料（PMSA）吸附能力的影响；图7示出了磷酸基改性互花米草材料（PMSA）吸附能力最佳反应时间。
实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0016]本专利技术提供了一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法，所述方法包括对互花米草材料进行预处理，对预处理后的互花米草材料进行改性，通过制备得到磷酸基改性互花米草吸附剂，然后采用该吸附剂处理染料废水。本专利技术通过在尿素催化下利用磷酸改性互花米草制备吸附剂，有效地利用资源、化害为利，通过磷酸基改性使得互花米草表面由光滑变得极为粗糙、结构也发生了变化，存在很多缝隙，增大了互花米草的比表面积，进而提高互花米草的吸附能力。
[0017]在一个示例性实施例中，本专利技术公开了一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法，具体实施步骤如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用磷酸基改性互花米草吸附剂处理染料废水的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）材料预处理：将互花米草水洗、干燥、粉碎，产物于二甲基甲酰胺中浸泡过夜，随后真空过滤除去二甲基甲酰胺，所得互花米草粉末备用；2）改性：将所得互花米草粉末再次浸入二甲基甲酰胺中，投入尿素搅拌，在搅拌下逐滴添加磷酸，搅拌1~2h后，将反应混合物的温度升高至150
±
10 ℃并进一步搅拌2~3 h得到初步产物，将初步产物冷却至室温并过滤后，反应物用70%乙醇洗涤，然后用水洗至中性得到湿的改性产物；3）吸附剂制备：将湿的改性产物以适当比例悬浮在NaOH溶液中并搅拌1~2 h，然后用蒸馏水彻底洗涤以除去残留的碱，最后将湿产物在50
±
10℃下干燥24h并放置于干燥器中保存待后续作为吸附剂使用；4）废水处理：调节染料废水pH值，加入上述磷酸基改性互花米草吸附剂材料，旋转混合反应。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，黄开龙，邱晨晨，任才涛，
申请(专利权)人：南京江岛环境科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：