一種秸稈復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水處理材料技術領域,具體涉及一種去除印染廢水中3,3 ^ -二氧-2,2 ^ -聯吲哚基-5,5 ^ - 二磺酸二鈉鹽的秸桿復合材料的制備方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學法以及幾種工藝結合的處理方法,而廢水處理中的預處理主要是為了改善廢水水質,去除懸浮物及可直接沉降的雜質,調節廢水水質及水量、降低廢水溫度等,提高廢水處理的整體效果,確保整個處理系統的穩定性,因此預處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。印染行業是工業廢水排放大戶,據不完全統計,全國印染廢水每天排放量為3X 16?4X10 6m3。印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水。根據紡織印染行業自身的特點,印染廢水的處理,應盡量采用重復回用和綜合利用措施,與紡織印染生產工藝改革相結合,盡量減少水\堿以及其它印染助劑的用量,對廢水中的染料、槳料進行回收。對含有還原染料和分散染料污水,可采用超濾技術將非水溶性染料顆粒回收使用,通過以上這些生產技術的革新,可以有效減少紡織印染行業的污染物排放量。
[0004]靛藍,又名食品藍I號、食用青色2號、食用藍、酸性靛藍、硬化靛藍,為水溶性非偶氮類著色劑。化學名稱3,3' -二氧_2,2'-聯吲哚基_5,5' - 二磺酸二鈉鹽,分子式C16H8N2Na2O8S2,相對分子質量466.36。靛藍類色素是人類所知最古老的色素之一,廣泛用于食品、醫藥和印染工業。
[0005]硅藻土的化學成分主要是S12,含有少量的Al203、Fe203、Ca0、Mg0等和有機質。硅藻土處理城市污水技術是一項物化法污水處理技術,高效的改性硅藻土污水處理劑是該技術的關鍵,此基礎上配合的工藝流程和工藝設施,該技術可實現高效、穩定而又廉價地處理城市的目的,但由于這是一項新技術,在理論和實際工程應用都還存在一些問題有待解決。
[0006]本發明的創造性在于:(1)秸桿/甲殼素/硅藻土 /氧化鋁復合材料是一種新型水處理材料,作為環保材料功能開發潛力巨大;(2)用甲殼素將改性硅藻土及改性氧化鋁固定至氨化秸桿中,制備秸桿復合材料的制備工藝未見文獻報道;(3)無論與硅藻土、氧化鋁粉體相比,還是秸桿材料相比,復合材料的物質形態、成分結構、水處理效率等性能均具備突出的實質性特點和顯著的進步。
[0007]
【發明內容】
[0008]本發明屬于水處理材料領域,涉及一種去除印染廢水中3,3' -二氧-2,2'-聯吲哚基-5,5' - 二磺酸二鈉鹽(靛藍)的秸桿復合材料的制備方法。本發明提出的制備方法是將改性硅藻土、改性氧化鋁復合到氨化秸桿的孔道中,具體工藝包括秸桿洗凈、氨化、硅藻土改性、氧化鋁改性以及復合材料制備等。本發明制備的秸桿復合材料具有以下優點:(1)用甲殼素將硅藻土及氧化鋁固定至秸桿中,既能發揮秸桿密度輕、比表面積大的特性,又能利用了硅藻土及氧化鋁對靛藍吸附能力強的優點;(2)與硅藻土及氧化鋁粉體相比,復合材料避免了硅藻土及氧化鋁粉體團聚結塊、靛藍吸附力降低的問題,又能避免吸附靛藍染料的硅藻土及氧化鋁難以回收,引發二次污染的問題;(3)與秸桿相比,復合材料大幅度的提高了靛藍染料的飽和吸附量,又能避免水處理過程中水流不暢的問題。復合材料可用于印染廢水處理,市場前景廣闊。
[0009]本發明提出的去除印染廢水中靛藍的秸桿復合材料的制備方法,其特征在于:
1)清潔稻桿:將稻桿漂洗、烘干;其中稻桿為麥稻桿、稻稻桿、玉米稻桿、油菜稻桿之一種;
2)秸桿氨化:將清潔后的秸桿置于氨化溶液中,于40~60°C放置2小時,漂洗、烘干;其中氨化溶液的配方是溶劑為去離子水,溶液中各種溶質濃度分別為:氨水濃度5~10g/L,水合肼濃度5~10g/L,尿素濃度5~10g/L,磷酸二氫銨濃度5~10g/L ;
3)硅藻土改性:將硅藻土置于丙烯酸/偶氮二異丁腈混合水溶液中,攪拌3小時,過濾,于90°C干燥9小時,冷卻,用去離子水洗滌,干燥,得改性的硅藻土 ;其中丙烯酸/偶氮二異丁腈混合水溶液中丙烯酸的質量濃度為10~30%,偶氮二異丁腈的質量濃度為0.1-0.3% ;
4)氧化鋁改性:將氧化鋁置于十二烷基苯磺酸/雙氧水混合水溶液中,攪拌6小時,過濾,于120°C干燥6小時,冷卻,用去離子水洗滌,干燥,得改性的氧化鋁;其中十二烷基苯磺酸/雙氧水混合水溶液中十二烷基苯磺酸的質量濃度為5~10%,雙氧水的質量濃度為1-3% ;
5 )復合材料制備:將甲殼素溶于醋酸中,依次加入氨化秸桿、改性硅藻土、改性氧化鋁,攪拌3小時,混合物置于干燥箱中,于120°C干燥3小時,得秸桿復合材料;其中各種物料的重量比為:氨化秸桿/改性硅藻土 /改性氧化鋁/甲殼素/醋酸=2/1/1/1/5。
[0010]將上述秸桿復合材料置于含靛藍的印染廢水中,調節溶液pH值為5~6,于25°C吸附4小時,廢水中靛藍的濃度為10~100mg/L,吸附完畢,過濾;通過檢測溶液中殘留的靛藍量,得出秸桿復合材料的靛藍吸附量。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]下面通過實施例進一步描述本發明實施例1
將麥秸桿用自來水洗凈,烘干。
[0013]將氨水、水合肼、尿素、磷酸二氫銨溶于去離子水中,氨水濃度為5g/L,水合肼濃度為5g/L,尿素濃度為5g/L,磷酸二氫銨濃度為5g/L,得氨化溶液。
[0014]將50g洗凈的麥秸桿置于500mL氨化溶液中,于40 °C放置2小時,漂洗、烘干,得氨化的麥稻桿。
[0015]將丙烯酸、偶氮二異丁腈溶于去離子水中,丙烯酸的質量濃度為10%,偶氮二異丁腈的質量濃度為0.1%,得丙烯酸/偶氮二異丁腈混合水溶液。
[0016]將100g硅藻土置于500mL丙烯酸/偶氮二異丁腈混合水溶液中,攪拌3小時,過濾,于90°C干燥9小時,冷卻,用去離子水洗滌,干燥,得改性的硅藻土。
[0017]將十二烷基苯磺酸、雙氧水溶于去離子水中,十二烷基苯磺酸的質量濃度為5%,雙氧水的質量濃度為1%,得十二烷基苯磺酸/雙氧水混合水溶液。
[0018]將10g氧化招置于500mL十二燒基苯磺酸/雙氧水混合水溶液中,攪拌6小時,過濾,于120°C干燥6小時,冷卻,用去離子水洗滌,干燥,得改性的氧化鋁。
[0019]將1g甲殼素溶于50g醋酸中,依次加入20g氨化麥秸桿、1g改性硅藻土、1g改性氧化鋁,攪拌3小時,置于干燥箱中,于120°C干燥3小時,得麥秸桿復合材料。
[0020]將上述10g秸桿復合材料置于含靛藍的印染廢水中,調節溶液pH值為5~6,于25°C吸附4小時,廢水中靛藍的濃度為10mg/L,吸附完畢,過濾;通過檢測溶液中殘留的靛藍量,得出秸桿復合材料的靛藍吸附量為330mg/g。
[0021]
實施例2
將稻秸桿用自來水洗凈,烘干。
[0022]將氨水、水合肼、尿素、磷酸二氫銨溶于去離子水中,氨水濃度為10g/L,水合肼濃度為10g/L,尿素濃度為10g/L,磷酸二氫銨濃度為10g/L,得氨化溶液。
[0023]將50g洗凈的稻秸桿置于500mL氨化溶液中,于60 °C放