申请日2011.11.09
公开(公告)日2012.05.02
IPC分类号C02F1/28; C02F1/62; B01J20/26; C02F101/22
摘要
本发明公开了一种聚间苯二胺吸附剂在处理含六价Cr酸性废水上的应用方法。本发明采用的吸附剂是以间苯二胺为单体，采用改进的加碱化学氧化聚合法，制备得到的聚间苯二胺吸附剂，其合成工艺简单，成本低，收率高，对水体中Cr(Ⅵ)脱除效果好，无二次污染。常温下，该吸附剂最大吸附量可达到498.8mg/g，吸附率可达到100%，高于传统化学氧化法制备的聚间苯二胺及绝大多数报道的铬吸附材料。采用本发明方法处理含Cr(Ⅵ)酸性废水，具有工艺过程简单、操作简单、经济效益好等特点。
权利要求书
1.一种聚间苯二胺吸附剂在处理含六价Cr酸性废水上的应用方法，其特征在于：将聚间苯二胺加入到含六价Cr酸性废水中处理。
2.根据权利要求1所述的应用方法，其特征在于，常温下，将所述的吸附剂与含六价Cr的酸性废水按固液比为1g∶1～50L混合，然后搅拌5-240min，过滤分离。
3.根据权利要求1或2所述的应用方法，其特征在于，所述的酸性废水中六价Cr离子的初始浓度为10～300mg/L，pH值为1～5。
4.根据权利要求1所述的应用方法，其特征在于，所述的聚间苯二胺的制备方法如下：在间苯二胺水溶液中，滴加氧化剂过硫酸铵溶液，同时滴加0.5-2.5mol/L的NaOH溶液，氧化剂滴加完毕的同时停止滴加NaOH溶液，然后室温下搅拌反应4-8h，过滤、洗涤，干燥即得聚间苯二胺吸附剂;所述的间苯二胺水溶液的重量百分比为5～20%，氧化剂与间苯二胺的摩尔比为1∶0.5～2，氧化剂溶液与间苯二胺水溶液的体积比为1∶2～5。
说明书
一种聚间苯二胺吸附剂在处理含六价Cr酸性废水上的应用方法
技术领域
本发明涉及一种聚间苯二胺吸附剂在处理含六价Cr酸性废水上的应用方法，属于环境工程领域。
背景技术
电镀、制革及铬盐等行业每年均排放大量的含铬废水，其中仅电镀行业排放量就达40亿m3/a。含铬废水呈酸性，铬离子主要以Cr2O72-和CrO42-的形式存在。Cr(VI)毒性较大，对人体的皮肤、黏膜、上呼吸系统有较强的刺激性和腐蚀性，被人体吸收后具有致癌和诱发基因突变的危险，并严重破坏生态环境。因此，《污水综合排放标准》(GB8978-1996)严格限制废水中Cr(VI)的最高允许排放浓度为0.5mg/L。
传统处理含Cr(Ⅵ)废水的方法有：化学沉淀，电解法，生物法和吸附法等。在沉淀方法工艺中，Cr(Ⅵ)先降解为Cr(Ⅲ)，然后加入石灰或者氢氧化钠使Cr(Ⅲ)以Cr(OH)3的形式沉淀，这种方法的缺陷就是成本高，并且处理后水中的Cr(Ⅵ)浓度难以达到日趋严格的国家工业废水排放标准。电解法效果好，但铁板耗量较多，污泥中混有大量的氢氧化铁，利用价值低。近年来新兴的生物技术可实现低能耗处理含铬废水的处理，但仍然大多集中于实验室研究。为了避免传统方法所带来的缺陷，吸附是一种可行的选择，主要利用的是吸附剂上的有效基团选择吸附有机重金属离子，操作简单，效率高。如，国外Hyung-Jun Park用具有咪唑功能基团的凝胶吸附剂处理含铬废水，六价铬的吸附量为152mg/g;Parinda Suksabye用具有羰基和含甲氧基基团的椰皮纤维，在反应温度为60℃的条件下，对六价铬的吸附量则达到317.65mg/g;此外，也有采用粉煤灰、活性炭，聚乙烯醇包埋铁粉./活性炭微球等无机吸附材料处理含铬废水的报道。但这些吸附剂仍然存在较大的不足，主要表现为，吸附剂制备工艺复杂，成本较高，或吸附性能欠佳，如粉煤灰、活性炭等对Cr(Ⅵ)吸附量一般不高于50mg/g活性炭，极大地限制了处理含铬废水的吸附工艺应用。因此，如何进一步开发新型吸附剂，提高Cr(Ⅵ)吸附量、吸附率，降低操作成本，对于电镀、制革及铬盐等行业含铬酸性废水的深度处理具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是开发一种聚间苯二胺吸附剂在处理含六价Cr酸性废水上的应用方法，该吸附剂合成工艺简单，收率高，成本低，铬离子吸附容量大;将其首次应用到处理含六价铬废水领域中，为处理含Cr(Ⅵ)酸性废水提供了一种操作简单，使用方便，效果显著的方法。可适用于在电镀、制革及铬盐等行业含铬酸性废水的处理。
本发明的目的是通过以下方式实现的。
一种聚间苯二胺吸附剂在处理含六价Cr酸性废水上的应用方法：将聚间苯二胺加入到含六价Cr酸性废水中处理。
具体是在常温下，将所述的吸附剂与含六价Cr的酸性废水按固液比为1g∶1～50L混合，然后搅拌5-240min，过滤分离。
所述的酸性废水中六价Cr离子的初始浓度为10～300mg/L，pH值为1～5。
所述的聚间苯二胺的制备方法如下：在间苯二胺水溶液中，滴加氧化剂过硫酸铵溶液，同时滴加0.5-2.5mol/L的NaOH溶液，氧化剂滴加完毕的同时停止滴加NaOH溶液，然后室温下搅拌反应4-8h，过滤、洗涤，干燥即得聚间苯二胺吸附剂;所述的间苯二胺水溶液的重量百分比为5～20%，氧化剂与间苯二胺的摩尔比为1∶0.5～2，氧化剂溶液与间苯二胺水溶液的体积比为1∶2～5。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的聚间苯二胺吸附剂合成过程工艺简单，间苯二胺是染料、涂料等工业领域的常规原料，反应常温操作，没有苛刻的生产条件要求，不需要特殊的后处理手段，成本低。相比常规化学氧化法，聚间苯二胺的改进合成工艺收率有明显提高，大幅提升了产物对Cr(Ⅵ)的吸附性能。
(2)本发明将聚间苯二胺吸附剂首次应用到处理含Cr(Ⅵ)的酸性废水领域;可高效处理含Cr(Ⅵ)酸性废水，吸附容量可达到498.8mg/g，高于目前报道的绝大部分吸附剂，具有净化率高，运行费用低及操作简单等特点。
