申请日2015.09.30
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号B01J20/12; C02F1/58; C02F1/28; B01J20/30
摘要
本发明属于水处理材料领域，涉及一种去除印染废水中品红的白垩粉复合材料的制备方法。本发明提出的制备方法是将改性白垩粉、改性膨润土复合到氨化水草叶的孔道中，具体工艺包括水草叶洗净、氨化、白垩粉改性、膨润土改性以及复合材料制备等。本发明制备的复合材料具有以下优点：(1)用淀粉将白垩粉及膨润土固定至水草叶中，既能发挥水草叶密度轻、比表面积大的特性，又能利用白垩粉及膨润土对品红吸附能力强的优点;(2)与白垩粉及膨润土粉体相比，复合材料避免了白垩粉及膨润土粉体团聚结块、品红吸附力降低的问题，又能避免吸附品红染料的白垩粉及膨润土难以回收，引发二次污染的问题;(3)与水草叶相比，复合材料大幅度的提高了品红染料的饱和吸附量，又能避免水处理过程中水流不畅的问题。复合材料可用于印染废水处理，市场前景广阔。
权利要求书
1.一种去除印染废水中品红的白垩粉复合材料的制备方法，其特征在于：
1)清洁水草叶：将水草叶漂洗、烘干;其中水草叶为苦草、水浮莲、荷叶、菱角叶之一种;
2)水草叶氨化：将清洁后的水草叶置于氨化溶液中，于40~60℃放置2小时，漂洗、烘干;其中氨化溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为：氨水浓度5~10g/L，乙二胺浓度5~10g/L，醋酸铵浓度5~10g/L，磷酸二氢铵浓度5~10g/L;
3)白垩粉改性：将白垩粉置于丁二酸/硝酸铈铵混合水溶液中，搅拌3小时，过滤，于90℃干燥9小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的白垩粉;其中丁二酸/硝酸铈铵混合水溶液中丁二酸的质量浓度为10~30%，硝酸铈铵的质量浓度为0.1~0.3%;
4)膨润土改性：将膨润土置于柠檬酸钠/双氧水混合水溶液中，搅拌6小时，过滤，于120℃干燥6小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的膨润土;其中柠檬酸钠/双氧水混合水溶液中柠檬酸钠的质量浓度为5~10%，双氧水的质量浓度为1~3%;
5)复合材料制备：在质量浓度为50%的丙酮水溶液中，依次加入淀粉、聚乙二醇4000、氨化水草叶、改性白垩粉、改性膨润土，搅拌3小时，混合物置于干燥箱中，于100℃干燥6小时，得白垩粉复合材料;其中各种物料的重量比为丙酮水溶液/淀粉/聚乙二醇4000/氨化水草叶/改性白垩粉/改性膨润土=4/1/1/1/1/1。
说明书
一种去除印染废水中品红的白垩粉复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于水处理材料技术领域，具体涉及一种去除印染废水中品红的白垩粉复合材料的制备方法。
背景技术
中国印染行业发展较快，加工能力位居世界首位，已是纺织印染生产大国。但生产能力和经济效益的提高不同步。主要印染大类产品出口的平均单价比同期进口单价低，说明中国印染产品档次较低，附加值不高;企业普遍看重的是色彩以及产品功能的开发，却忽略了印染对于自然环境和社会的影响;印染企业大多以来料来样加工为主，在工艺技术、品种开发和经营管理上多处于模仿追随，自主的品牌较少，研发创新能力差;染整设备工艺参数在线检测、在线控制技术，开发新设备，制造精度和配套件，节能、环保，售后服务等方面都落后于国外先进水平。印染行业应加强技术创新提高产品档次，国家出台相应的政策治理印染污染严重的生产企业，改善环境，倡导生产与环境和谐发展，加大科技投入，使印染机械向环境保护、节能降耗、省时高效、短流程方面发展。“十一五”印染行业规划，以提高印染产品质量、推行节能降耗技术、强化环境保护为原则，以现代电子技术、自动化技术、生物技术等高技术为手段，发展涂料印染、微悬浮体印染、转移印花、数码印花等无水或少水印染工艺技术，加快生态纺织品和功能性纺织品研发和生产;推行环保、节能、清洁生产印染加工技术，实现印染行业污染防治从“末端治理”向“源头预防”转变;加大环境执法力度，淘汰高耗能、高污染和废水治理达不到要求的落后工艺装备和印染企业。品红主要有两种：碱性品红和盐基品红，有金属光泽的棕红色结晶。溶于水和醇;不溶于醚，所以品红还可作为区别醛和酮的一种试剂。通常需要密封保存。用于蚕丝、腈纶、羊毛和单宁媒染棉纤维的染色。也用于皮革、纸张、羽毛、麦秆、竹、木等的着色和制造色淀。本品与孔雀绿拼染腈纶绒线可得黑色，色泽乌黑，并且日晒牢度比分别单独应用时有明显提高，可用于染色细菌、染色纺织品、消毒剂等。
水草的危害主要有：一、密集的水草耗氧巨大，水体呈缺氧状态，抑制水草生长，无法有效吸收氮、磷来维持自身的生长。更为严重的长期缺氧，水草呈病态，瘦小无力，逐渐丧失生命力。二、白天光合作用吸收大量的二氧化碳，晴天中午以后pH上升到10以上，夜间呼吸作用产生大量的二氧化碳，后半夜pH值低于6，高温期间一天之内的pH值变化幅度达到4，不利于水体酸碱平衡。三、水草过密影响水质的改善水草超过一定数量，因缺氧和缺少生长空间，以及平均吸收底泥中肥料相对较少，水草生长速度极慢，甚至停止生长。水草停止生长也就停止吸收氮、磷、也就无法净化水质。
本发明的创造性在于：(1)水草叶/淀粉/聚乙二醇4000/白垩粉/膨润土复合材料是一种新型水处理材料，作为环保材料功能开发潜力巨大;(2)用淀粉将改性白垩粉及改性膨润土固定至氨化水草叶中，制备水草叶生物质复合材料的制备工艺未见文献报道;(3)复合的聚乙二醇4000能改善复合材料吸附染料的适应性;(4)无论与白垩粉、膨润土粉体相比，还是水草叶相比，复合材料的物质形态、成分结构、水处理效率等性能均具备突出的实质性特点和显著的进步。
发明内容
本发明属于水处理材料领域，涉及一种去除印染废水中品红的白垩粉复合材料的制备方法。本发明提出的制备方法是将改性白垩粉、改性膨润土复合到氨化水草叶的孔道中，具体工艺包括水草叶洗净、氨化、白垩粉改性、膨润土改性以及复合材料制备等。本发明制备的复合材料具有以下优点：(1)用淀粉将白垩粉及膨润土固定至水草叶中，既能发挥水草叶密度轻、比表面积大的特性，又能利用白垩粉及膨润土对品红吸附能力强的优点;(2)与白垩粉及膨润土粉体相比，复合材料避免了白垩粉及膨润土粉体团聚结块、品红吸附力降低的问题，又能避免吸附品红染料的白垩粉及膨润土难以回收，引发二次污染的问题;(3)与水草叶相比，复合材料大幅度的提高了品红染料的饱和吸附量，又能避免水处理过程中水流不畅的问题。复合材料可用于印染废水处理，市场前景广阔。
本发明提出的去除印染废水中品红的白垩粉复合材料的制备方法，其特征在于：
1)清洁水草叶：将水草叶漂洗、烘干;其中水草叶为苦草、水浮莲、荷叶、菱角叶之一种;
2)水草叶氨化：将清洁后的水草叶置于氨化溶液中，于40~60℃放置2小时，漂洗、烘干;其中氨化溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为：氨水浓度5~10g/L，乙二胺浓度5~10g/L，醋酸铵浓度5~10g/L，磷酸二氢铵浓度5~10g/L;
3)白垩粉改性：将白垩粉置于丁二酸/硝酸铈铵混合水溶液中，搅拌3小时，过滤，于90℃干燥9小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的白垩粉;其中丁二酸/硝酸铈铵混合水溶液中丁二酸的质量浓度为10~30%，硝酸铈铵的质量浓度为0.1~0.3%;
4)膨润土改性：将膨润土置于柠檬酸钠/双氧水混合水溶液中，搅拌6小时，过滤，于120℃干燥6小时，冷却，用去离子水洗涤，干燥，得改性的膨润土;其中柠檬酸钠/双氧水混合水溶液中柠檬酸钠的质量浓度为5~10%，双氧水的质量浓度为1~3%;
5)复合材料制备：在质量浓度为50%的丙酮水溶液中，依次加入淀粉、聚乙二醇4000、氨化水草叶、改性白垩粉、改性膨润土，搅拌3小时，混合物置于干燥箱中，于100℃干燥6小时，得复合材料;其中各种物料的重量比为丙酮水溶液/淀粉/聚乙二醇4000/氨化水草叶/改性白垩粉/改性膨润土=4/1/1/1/1/1。
将上述白垩粉复合材料置于含品红的印染废水中，调节溶液pH值为7~8，于25℃吸附4小时，废水中品红的浓度为10~100mg/L，吸附完毕，过滤;通过检测溶液中残留的品红量，得出水草叶生物质复合材料的品红吸附量。
