一种有机废水处理剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及废水处理领域，尤其是有机废水中芳烃类污染物所用处理剂的制备方法。发明专利技术采用了环糊精和二异氰酸酯在复合催化剂条件下生产交联环糊精聚合材料的方法。发明专利技术中所用的环糊精和二异氰酸酯摩尔比例控制在1∶0.3～20，复合催化剂选择胺类催化剂和锡类催化剂按照一定比例复配，反应过程中控制反应温度和二异氰酸酯滴加速度为0.5～2ml/min。生成的环糊精聚合物材料具有较好的处理有机废水中芳烃类污染物的效果，可以将废水中酚类的一次去除率达89％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废水处理
，尤其涉及。
技术介绍
有机废水主要有印染废水、化工废水、中药废水、石化废水、焦化废水等。这类有机 废水的主要特点是，CODcr浓度高、同时废水还含有硝基苯类、苯胺、酚类等各种不同的有害 物质。因此这类有机废水成分复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，难以生化降解，是一种 典型的含有高污染、难降解有机物的高浓度工业废水。因此这类有机废水的处理，一直是国 内外废水处理领域的难题。目前有机废水的处理技术主要有生化法、高级氧化法和物理化 学法等三大类。但这三种方法各有自己的优、缺点，探索新的、高效的有机废水处理剂仍然 是废水处理领域的一个攻关方向。近年来，水处理剂的开发，主要由低分子向高分子，单一型向混合型，单功能向多 功能方向发展。天然高分子絮凝剂是一类以天然高分子为原料制得的水处理药剂。具有来 源广、价格低廉、无毒、易降解等特点。环状糊精Wyclodextrin，简称⑶)，有着巨大的空洞结构，一般情况下是指由淀 粉在环糊精糖基转移酶(Cyclomaltodextrin Glucanotrnsferase，简称为CDTase)的作 用下所生成的、由六个以上的葡萄糖单位组成的环状低聚糖。最常见的有α-CD，β-CD和 Y "CD,它们分别是由6个、7个或8个葡萄糖基单元以a -1，4-糖苷键联结而成的，分子形 状都是略呈锥形的圆环，呈闭合筒状结构，外部是亲水性的表面，内部则是个具有一定尺寸 的手性疏水管腔。环糊精最显著的特点就是包合作用(主-客结构)。在环糊精包合物中， 化合物被包在环糊精的空腔中，通常将环糊精称为主体，而把进入其空腔内的化合物称为 客体。但由于β-环糊精在水中的溶解度小，使其应用受到限制。经过改性后的环糊精高 分子保留了原有的疏水空腔和外侧大量的羟基，可分别与有机分子和金属离子形成主客体 包合物和络合物，有利于和污染物接触及沉降。众多的关于环糊精吸附废水中有机污染物的研究。例如，CN1238709A用聚异氰酸 酯、二卤代烃、以及二卤代烃乙酰基烃为交联剂制备的不溶性具有纳米孔径结构的聚环糊 精，吸附废水中含量较少的苯酚到PPb级或ppt级。但是此交联反应时间过长，因此需要寻 找合适的催化剂，加快反应速率，缩短交联反应时间JP2005-125193提出了用六亚甲基二 异氰酸酯改性环糊精去除酚醛树脂生产过程中排放的苯酚类化合物废水。JP2006-83379 提供了一种用于毛细管柱连续运行的工业用球状环糊精聚合物的制备方法，将环糊精和二 异氰酸酯反应后的产物与多糖类羧酸盐反应后，再与卤化碱土类金属水溶液反应，使得酚 类物质快速在毛细管柱内分离。上述的日本专利方法中使用的六亚甲基二异氰酸酯活性不 大，出现凝胶反应的时间过长，因此可以寻找活性较高的异氰酸酯类试剂。通过对环糊精改 性方法的研究，该制备方法仍需要进一步的改善。
技术实现思路
本专利技术目的是为了改进现有有机废水处理中存在的降解效率低、成本高、等不足 而提出的。本专利技术所提供的具体技术方案为，其具体步骤 如下A向反应容器内分别加入有机溶剂、催化剂，搅拌均勻后加入环糊精；B将二异氰酸酯溶于有机溶剂中，配制成二异氰酸酯溶液；C将步骤B中所配制的二异氰酸酯溶液逐滴加入步骤A中环糊精溶液内，加热进 行交联聚合反应；D 将步骤C得到的交联聚合物用溶媒、洗涤、抽滤、真空干燥，制得交联产物即有 机废水处理剂。优选步骤C中控制环糊精和二异氰酸酯的摩尔比为1 0. 3 20 ；步骤A中催化 剂的加入质量为催化剂与环糊精和二异氰酸酯反应原料总质量比为1 50 500;步骤B中 有机溶剂与异氰酸酯的摩尔比是4 10 1 ；步骤A中有机溶剂使用量为溶解环糊精即可。上述步骤C中向环糊精溶液中加入二异氰酸酯溶液过程中，优选二异氰酸酯溶液 的滴加速度为0. 5 2ml/min。优选交联聚合反应的温度为50 200°C，反应时间为0. 3 36h。所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜其中的一种； 所述的溶媒为三氯甲烷、二氯甲烷或四氯化碳其中的一种。合成的交联环糊精如下图所 示权利要求1.，其具体步骤如下A向反应容器内分别加入有机溶剂、催化剂，搅拌均勻后加入环糊精；B将二异氰酸酯溶于有机溶剂中，配制成二异氰酸酯溶液；C将步骤B中所配制的二异氰酸酯溶液逐滴加入步骤A中环糊精溶液内，加热进行交 联聚合反应；D 将步骤C得到的交联聚合物用溶媒、洗涤、抽滤、真空干燥，制得交联产物即有机废 水处理剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤C中控制环糊精和二异氰酸酯的 摩尔比为1 0.3 20;步骤A中催化剂的加入质量为催化剂与环糊精和二异氰酸酯反应 原料总质量比为1 50 500;步骤B中有机溶剂与异氰酸酯的摩尔比是4 10 1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C中向环糊精溶液中加入二异氰 酸酯溶液过程中，二异氰酸酯溶液的滴加速度为0. 5 2ml/min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，交联聚合反应的温度为50 200°C， 反应时间为0. 3 36h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺 (DMF)、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜其中的一种；所述的溶媒为三氯甲烷、二氯甲烷或四氯 化碳其中的一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤A中催化剂是以锡和胺的摩尔比 为1 0.2 10的锡类催化剂和胺类催化剂的复配产物；其中锡类催化剂为二丁基氧化 锡、二丁基二月桂酸锡或2-乙基己酸亚锡中的一种，胺类催化剂为三乙基胺、三丁基胺、三 亚乙基二胺或苯基二丁胺中的一种。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述二异氰酸酯为4，4’_二苯基甲烷 二异氰酸酯、4，4’-苯二亚甲基二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯和2，4-甲苯二异氰酸酯、 六亚甲基二异氰酸酯、2，2，4_三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2，4，4_三甲基六亚甲基二异氰 酸酯、环乙烷-1，4-二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环乙基甲 烷_4，4’ - 二异氰酸酯、1，3_ 二(环乙基)异氰酸酯或甲基环乙烷二异氰酸酯。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述环糊精至少为α-环糊精、β-环 糊精或Y-环糊精中的一种。全文摘要本专利技术涉及废水处理领域，尤其是有机废水中芳烃类污染物所用处理剂的制备方法。专利技术采用了环糊精和二异氰酸酯在复合催化剂条件下生产交联环糊精聚合材料的方法。专利技术中所用的环糊精和二异氰酸酯摩尔比例控制在1∶0.3～20，复合催化剂选择胺类催化剂和锡类催化剂按照一定比例复配，反应过程中控制反应温度和二异氰酸酯滴加速度为0.5～2ml/min。生成的环糊精聚合物材料具有较好的处理有机废水中芳烃类污染物的效果，可以将废水中酚类的一次去除率达89％以上。文档编号C02F1/28GK102120782SQ201010600320公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日专利技术者吕效平, 周玉青, 韩萍芳, 黄娟 申请人:南京工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种有机废水处理剂的制备方法，其具体步骤如下：Ａ　　向反应容器内分别加入有机溶剂、催化剂，搅拌均匀后加入环糊精；Ｂ　　将二异氰酸酯溶于有机溶剂中，配制成二异氰酸酯溶液；Ｃ　　将步骤Ｂ中所配制的二异氰酸酯溶液逐滴加入步骤Ａ中环糊精溶液内，加热进行交联聚合反应；Ｄ　　将步骤Ｃ得到的交联聚合物用溶媒、洗涤、抽滤、真空干燥，制得交联产物即有机废水处理剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕效平，周玉青，黄娟，韩萍芳，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84