專利名稱：一種高效的活性染料吸附劑的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效的活性染料吸附劑的環(huán)境友好技術(shù)，具體是涉及一種利用葡萄糖、硝酸銀與預(yù)處理過的硫酸鈦水溶液充分混合后，利用水熱法合成的高效的活性染料吸附劑的制備方法，同時還涉及利用本方法中得到的產(chǎn)品在含活性染料的廢水吸附中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著近代工業(yè)的發(fā)展，污染問題已成為普遍關(guān)注的世界性問題，對紡織工業(yè)、染料制造工業(yè)、電鍍行業(yè)、制革廠等排放出來染料廢水的治理更是迫在眉睫。對于染料廢水的治理，傳統(tǒng)的處理方法有活性污泥法、活性炭吸附法、電化學(xué)法、反滲透法、過氧化氫氧化法等等。這些處理方法要么未達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，要么工藝復(fù)雜、占地面積大、運(yùn)行成本高，要么運(yùn)行周期長、產(chǎn)生二次污染。因此，開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的印染廢水處理技術(shù)日益成為當(dāng)今環(huán)保行業(yè)關(guān)注和研究的課題。二氧化鈦是一種安全無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、低成本的半導(dǎo)體氧化物，在化妝品、紡織、涂料、橡膠、光催化、印刷、太陽能電池等方面有著廣闊的應(yīng)用。但是將二氧化鈦進(jìn)行一定處理(如共摻雜)之后，作為一種高效的吸附材料的研究還是屈指可數(shù)的。目前制備共摻雜二氧化鈦的方法有磁控濺射法、化學(xué)氣相沉積法、溶膠凝膠法、水熱法等。磁控濺射法、 化學(xué)氣相沉積法通常需要高真空及大型設(shè)備，投入大，生產(chǎn)成本高。溶膠-凝膠法一般是用四氯化鈦或鈦酸丁酯作為鈦源，由于水解劇烈，反應(yīng)過程難以控制。水熱法設(shè)備簡單，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量大，而成為廣受關(guān)注的制備共摻雜二氧化鈦的方法。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上問題的考慮，本發(fā)明提供了一種高效的活性染料吸附劑的制備方法。該方法大大降低了運(yùn)行成本，因此具有廣闊的市場前景。為實(shí)現(xiàn)本目的而采用的技術(shù)方案是 1、反應(yīng)物預(yù)處理
將5g硫酸鈦溶解于60ml蒸餾水中，按Ag =Ti摩爾比為0. 15-0. 4和C :Ti摩爾比為0. 4-0. 9稱取硝酸銀和葡萄糖充分溶解于上述溶液中，以2000-2500r/min磁力攪拌 30_60mino2、合成初產(chǎn)品
將步驟1)預(yù)處理后的反應(yīng)物于聚四氟乙烯為內(nèi)襯的反應(yīng)釜中在160-200°C下反應(yīng) 12-24h，取出冷卻到室溫即得初產(chǎn)品。3、洗滌、烘干初產(chǎn)品
將步驟2)所得初產(chǎn)品用蒸餾水和純度為99. 7%的無水乙醇各洗2-3次，于60-100°C下烘干3-5h。4、活化
將步驟3)烘干后的樣品在300-600°C煅燒l_4h即得產(chǎn)品。5、步驟4)所得的產(chǎn)品應(yīng)用于印染廢水的處理，尤其是對含活性艷紅X-;3B的處理效率較高，能快速處理含活性艷紅X-3B的廢水。具體過程取0. 12g上述所得樣品，加入到80毫升濃度為50ppm活性艷紅XIB的廢液中，在磁力攪拌下避光反應(yīng)30min。然后用離心管取樣，將其置于離心機(jī)中以3000r/ min的速度離心分離5min，用吸管移取一定體積的上清液于比色管中，用紫外-可見光分光光度計(jì)測其前后的全譜圖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)在于
1)對二氧化鈦的處理采用葡萄糖、硝酸銀和二氧化鈦共摻雜。2) 二氧化鈦共摻雜反應(yīng)采用的是水熱法。設(shè)備簡單，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量大，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。


圖1是活性艷紅X-;3B處理過程中紫外可見吸收光譜圖。圖2是活性艷紅X-:3B被吸附前后的EDS能譜圖，其中譜圖1為吸附后的EDS能譜圖，譜圖2為吸附前的EDS能譜圖。圖3是活性艷紅X-:3B被吸附前后的FT-IR圖，其中a為吸附前的FT-IR圖，b為吸附后的FT-IR圖。圖4是經(jīng)不同煅燒溫度后的產(chǎn)品的X射線粉末衍射圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將5g硫酸鈦水解于60ml蒸餾水中，稱取0. 36g的葡萄糖和0. Ilg硝酸銀充分溶解于上述水溶液中，以2000r/min的速度磁力攪拌30min。于聚四氟乙烯為內(nèi)襯的反應(yīng)釜中并在160°C下反應(yīng)12h，取出冷卻到室溫。所得樣品用蒸餾水和乙醇各洗2-3次并于80°C下烘干證。將干燥以后的樣品在300°C煅燒4h。自然冷卻至室溫，盡可能的研磨均勻，放入干燥器中備用。取80毫升濃度為50ppm的活性艷紅XIB溶液，加入一定量的所制備的高效吸附劑，避光強(qiáng)磁力攪拌反應(yīng)30min，用離心管取樣，將其置于3000rpm的離心機(jī)中離心分離5分鐘，用吸管移取一定體積的上清液于比色管中，用紫外-可見光分光光度計(jì)測其脫色率。實(shí)施例2
將5g硫酸鈦水解于60ml蒸餾水中，稱取1. 5g的葡萄糖和0. 38g硝酸銀充分溶解于上述水溶液中，強(qiáng)磁力攪拌45min。于聚四氟乙烯為內(nèi)襯的反應(yīng)釜中并在180°C下反應(yīng)18h，取出冷卻到室溫。
所得樣品用蒸餾水和乙醇各洗2-3次并于90°C下烘干4h。將干燥以后的樣品在500°C煅燒3h。自然冷卻至室溫，盡可能的研磨均勻，放入干燥器中備用。取80毫升濃度為50ppm的活性艷紅XIB溶液，加入一定量的所制備的高效吸附劑，避光強(qiáng)磁力攪拌反應(yīng)30min，用離心管取樣，將其置于3000rpm的離心機(jī)中離心分離5分鐘，用吸管移取一定體積的上清液于比色管中，用紫外-可見光分光光度計(jì)測其脫色率。實(shí)施例3
將5g硫酸鈦水解于60ml蒸餾水中，稱取3. 68g的葡萄糖和1. 39g的硝酸銀充分溶解于上述水溶液中，強(qiáng)磁力攪拌60min。于聚四氟乙烯為內(nèi)襯的反應(yīng)釜中并在200°C下反應(yīng)Mh，取出冷卻到室溫。所得樣品用蒸餾水和乙醇各洗2-3次并于100°C下烘干池。將干燥以后的樣品在600°C煅燒lh。自然冷卻至室溫，盡可能的研磨均勻，放入干燥器中備用。取80毫升濃度為50ppm的活性艷紅XIB溶液，加入一定量的所制備的高效吸附劑，避光強(qiáng)磁力攪拌反應(yīng)30min，用離心管取樣，將其置于3000rpm的離心機(jī)中離心分離5分鐘，用吸管移取一定體積的上清液于比色管中，用紫外-可見光分光光度計(jì)測其脫色率。實(shí)施例4
用紫外-可見光分光光度計(jì)測定活性艷紅X-3B被吸附前后的全譜圖。對活性艷紅XIB 的廢液處理結(jié)果如圖1所示。從處理活性艷紅X-:3B的活性圖即圖1中，可以發(fā)現(xiàn)避光磁力攪拌15分鐘后，活性艷紅X-:3B的降解率達(dá)到80%左右，而攪拌30分鐘以后，活性艷紅X-:3B的降解率達(dá)到95% 以上。從而可以說明，該發(fā)明是一種具有優(yōu)良性能的吸附材料。實(shí)施例5
測定活性艷紅X-3B被吸附前后的EDS能譜圖如圖2所示。比較吸附前后可以發(fā)現(xiàn)我們制備的吸附劑成功地吸附了活性艷紅X-3B (活性艷紅XIB的分子式為 Cl9H10O2N6O7S2Na )實(shí)施例6
測定活性艷紅X-3B被吸附前后的FTHR圖如圖3所示。吸附前后的紅外譜圖中535CHT1 是Ti-O-Ti鍵的對稱伸縮振動，3420 CnT1是表面吸附水的伸縮振動，2024 cnT1處的峰是 C=O鍵的伸縮振動吸收峰，1635 CnT1處的吸收峰因?yàn)镃=O鍵與Ag+形成配位使得吸收頻率降低而造成的。比較吸附前后的FT-IR圖四65 cnT1明顯增強(qiáng)是由于芳香環(huán)和vCH與OH 強(qiáng)烈締合的伸縮振動而產(chǎn)生的，1045 cnT1處的峰是亞硫酸根的振動峰，1400 cnT1處的峰是-C=N-C=N-伸縮振動產(chǎn)生的，吸附前后的FT-IR與吸附前后的EDS能譜所反映出的情況是相吻合。實(shí)施例7
經(jīng)不同煅燒溫度后的產(chǎn)品的X射線粉末衍射圖如圖4所示。從圖中可以看到清晰地看到Ag元素的特征吸收峰，C元素的特征吸收峰可能在27°左右與銳鈦礦的TiO2衍射峰重合。隨著煅燒溫度的增加，樣品主峰的半峰寬值隨焙燒溫度的升高而減少，這說明隨著樣品焙燒溫度的升高，晶粒尺寸變大，比較600°C煅燒前后，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過600°C煅燒后，出現(xiàn)金紅石相的二氧化鈦特征峰，而不是單純的銳鈦礦的，且吸附活性與銳鈦礦的純度有關(guān)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種高效的活性染料吸附劑的制備方法，其特征在于包括以下幾個步驟反應(yīng)物預(yù)處理、合成初產(chǎn)品、洗滌、烘干、活化即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效的活性染料吸附劑的制備方法，其特征在于所述的反應(yīng)物預(yù)處理是將5g硫酸鈦溶解于60ml蒸餾水中，稱取硝酸銀和葡萄糖充分溶解于上述水溶液中，以2000-2500r/min磁力攪拌30_60min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效的活性染料吸附劑的制備方法，其特征在于所述的硝酸銀的質(zhì)量按Ag =Ti摩爾比為0. 15-0. 4投料，葡萄糖的質(zhì)量按C =Ti摩爾比為0. 4-0. 9 投料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效的活性染料吸附劑的制備方法，其特征在于所述的合成是將預(yù)處理后的反應(yīng)物于聚四氟乙烯為內(nèi)襯的反應(yīng)釜中在160-200°C下反應(yīng) 12-24h，取出冷卻到室溫即得初產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效的活性染料吸附劑的制備方法，其特征在于所述的洗滌、烘干是將所得初產(chǎn)品用蒸餾水和純度為99. 7%的無水乙醇各洗2-3次，于60-100°C 下烘干3-5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效的活性染料吸附劑的制備方法，其特征在于所述的活化是將烘干后的樣品在300-600°C煅燒l_4h。
7.—種如權(quán)利要求1所述的高效的活性染料吸附劑的應(yīng)用，其特征在于產(chǎn)品應(yīng)用于印染廢水的處理，特別是含系列活性染料的處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用水熱法合成高效吸附劑的方法及其應(yīng)用于含活性染料廢液的處理。其技術(shù)方案是稱取5g硫酸鈦溶解于60ml蒸餾水中，稱取一定量的葡萄糖和硝酸銀充分溶解于上述溶液中，強(qiáng)磁力攪拌30-60min以后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯為內(nèi)襯的反應(yīng)釜中并在160-200℃下反應(yīng)12-24h，取出冷卻到室溫，再用蒸餾水和無水乙醇各洗2-3次并于60-100℃下烘干3-5h。最后將干燥后的樣品在300-600℃煅燒1-4h。產(chǎn)品應(yīng)用于吸附含活性染料廢液的處理，對活性染料有較好的吸附效率和吸附容量。
文檔編號C02F1/28GK102266753SQ201110200228
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者潘青山, 鄭柳萍, 顏桂煬 申請人:福建師范大學(xué)