申请日2017.12.27
公开(公告)日2018.06.29
IPC分类号C02F1/28; B01J20/22; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种去除废水中苯并三唑类污染物的方法，该方法包括制备将可溶性金属盐与含氮杂环化合物反应，得到无机金属单元与有机配体单元通过配位相互作用而形成的吸附剂;将吸附剂投入含苯并三唑类污染物的废水中，对废水进行吸附;最后对吸附剂进行再生回收。本发明具有吸附效率高，对苯并三唑类污染物去除效果好，且吸附剂受环境影响小，再生方便等优点。
权利要求书
1.一种去除废水中苯并三唑类污染物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)吸附剂的制备：将可溶性金属盐超声溶解于甲醇中，得到可溶性金属盐的甲醇溶液，然后将可溶性金属盐的甲醇溶液，在搅拌条件下加入至含氮杂环化合物的甲醇溶液中，室温下反应一定时间，得到白色沉淀，经离心，甲醇洗涤后，将固体产物再超声分散于甲醇溶液中，最后烘干，即得到吸附剂;
(2)将吸附剂投入含苯并三唑类污染物的废水中，所述吸附剂在废水中的质量百分比为0.2-1.5%，吸附时间为5-30min，然后废水经过滤后排放;
(3)将过滤得到的吸附有苯并三唑类污染物的吸附剂分散于脱附剂中，然后固液分离，所得的固体再经纯水、甲醇依次洗涤，烘干，完成吸附剂的再生，再生后的吸附剂可以返回步骤(2)中循环使用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的可溶性金属盐选自过渡金属元素的硝酸盐、硫酸盐和氯化盐中的一种或多种;所述过渡金属元素选自铁、锌、锆、铜、银和钴中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的含氮杂环化合物选自2-甲基咪唑、苯并咪唑和苯并三唑中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中可溶性金属盐与含氮杂环化合物的质量比为1:4。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中洗涤为用甲醇洗涤至少3次。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的吸附剂研磨后再投入废水中。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的吸附温度为20-35℃。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的脱附剂为1M NaOH水溶液与甲醇的混合液，其中，NaOH水溶液与甲醇的体积比为10:90。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中吸附有苯并三唑类污染物的吸附剂与脱附剂的质量体积比为5mg/mL。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述苯并三唑类污染物包括苯并三唑、5-甲基苯并三唑、5-氯苯并三唑和5,6二甲基苯并三唑中的一种或多种。
说明书
一种去除废水中苯并三唑类污染物的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，特别是涉及一种去除废水中苯并三唑类污染物的方法。
背景技术
苯并三唑是一类分子中同时含有苯环和三唑环的芳香化合物，苯并三唑类物质广泛应用于光稳定剂以及金属的缓蚀剂以及防腐剂，尤其是以银或者铜为基质材料的缓蚀剂。同时，这类物质在冷却液，防冻液，飞机除冰剂以及洗涤剂等方面也同样有着广泛的应用。据统计，全世界每年生产的苯并三唑类物质就在9000吨以上。然而，随着苯并三唑的广泛应用，其也成为一种新兴的化学污染物，而且苯并三唑易溶于水，耐生物降解，难以用传统的生物方法去除，已成为废水处理的难点。
目前，国内外对苯并三唑类污染物的研究相对较少，而物理吸附由于工艺简单、成本低、操作方便，已经成为水污染控制的主流方法之一，现有技术中已有的对苯并三唑类污染物的吸附剂包括活性炭、Zn-Al-O复合金属氧化物等。例如，中国专利公开CN101215039A采用膨润土作为吸附剂去除废水中的杂环芳香化合物，包括苯并三唑类污染物，该吸附剂资源丰富，技术要求低。但是需要搅拌处理，且需要高温再生，工艺复杂。中国专利公开CN101564674A采用Zn-Al-O复合金属氧化物作为吸附剂，该吸附剂使用条件温和，能够快速、有效的吸附并去除苯并三唑类污染物。然而该Zn-Al-O复合金属氧化物比表面积不够大，对苯并三唑类污染物的吸附量不够，且耐酸性不够，无法满足实际应用。
综上，本发明针对上述现有含苯并三唑类废水处理方法的缺陷及市场需求，开发出一种去除废水中苯并三唑类污染物的方法，该方法对苯并三唑类污染物的方法吸附效率高，去除效果好，此外，该方法使用的吸附剂受环境影响小，再生方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除废水中苯并三唑类污染物的方法。本发明具有吸附效率高，对苯并三唑类污染物去除效果好，且吸附剂受环境影响小，再生方便等优点。
为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：
一种去除废水中苯并三唑类污染物的方法，包括如下步骤：
(1)吸附剂的制备：将可溶性金属盐超声溶解于甲醇中，得到可溶性金属盐的甲醇溶液，然后将可溶性金属盐的甲醇溶液，在搅拌条件下加入至含氮杂环化合物的甲醇溶液中，室温下反应一定时间，得到白色沉淀，经离心，甲醇洗涤后，将固体产物再超声分散于甲醇溶液中，最后烘干，即得到吸附剂;
(2)将吸附剂投入含苯并三唑类污染物的废水中，所述吸附剂在废水中的质量百分比为0.2-1.5%，吸附时间为5-30min，然后废水经过滤后排放;
(3)将过滤得到的吸附有苯并三唑类污染物的吸附剂分散于脱附剂中，然后固液分离，所得的固体再经纯水、甲醇依次洗涤，烘干，完成吸附剂的再生，再生后的吸附剂可以返回步骤(2)中循环使用。
在上述方法中，优选的，所述步骤(1)中的可溶性金属盐选自过渡金属元素的硝酸盐、硫酸盐和氯化盐中的一种或多种;所述过渡金属元素选自铁、锌、锆、铜、银和钴中的一种或多种。
在上述方法中，优选的，所述步骤(1)中的含氮杂环化合物选自2-甲基咪唑、苯并咪唑和苯并三唑中的一种或多种。
在上述方法中，优选的，所述步骤(1)中可溶性金属盐与含氮杂环化合物的质量比为1:4。
在上述方法中，优选的，所述步骤(1)中洗涤为用甲醇洗涤至少3次。
在上述方法中，优选的，所述步骤(2)中的吸附剂研磨后再投入废水中。
在上述方法中，优选的，所述步骤(2)中的吸附温度为20-35℃。
在上述方法中，优选的，所述步骤(3)中的脱附剂为1M NaOH水溶液与甲醇的混合液，其中，NaOH水溶液与甲醇的体积比为10:90。
在上述方法中，优选的，所述步骤(3)中吸附有苯并三唑类污染物的吸附剂与脱附剂的质量体积比为5mg/mL。
在上述方法中，优选的，所述苯并三唑类污染物包括苯并三唑、5-甲基苯并三唑、5-氯苯并三唑和5,6二甲基苯并三唑中的一种或多种。
本发明的技术原理是：制备得到的吸附剂是一种高比表面积复合材料，通过特定空间构型有机配体和过渡金属离子的配位作用，以自组装方式合成一种孔径大小可调的高比表面积复合材料，以适宜的孔道大小和孔道表面配体杂原子的范德华力、疏水作用、氢键和π-π共轭作用高效吸收苯并三唑类污染物。
本发明具有以下技术特点：
(1)本发明的吸附剂具有大的比表面积，且与目标污染物分子之间有更多更强的作用位点，比无机氧化物材料具有更低的密度。
(2)通过改变金属离子和配体的搭配方案，可实现对吸附剂孔道尺寸大小的调控;同时有机配体具有可进一步功能化基团，为吸附剂的孔道进行修饰和改进提供了可能，适合一系列苯并三唑类衍生物的吸附和富集。
(3)本发明的吸附剂耐热性达到400℃，可在pH范围2～10环境下正常使用，且对自然水体中普遍存在的吸附干扰物腐殖酸和高盐度环境都有抵抗作用，吸附能力不易受到干扰。
(4)本发明的吸附剂对苯并咪唑类污染物吸附迅速、彻底，不需剧烈搅拌，特别对水中残留污染物指标要求较高的提标应用场合具备更好的适用性。
(5)本发明的吸附剂与传统吸附剂相比比表面积更高，吸附速度以及吸附容量上都具有明显的优势，而且再生方便。
