一種選擇性去除廢水中含磺酸基團(tuán)染料的吸附劑及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于印染污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種選擇性去除廢水中含磺酸基團(tuán) 染料的吸附劑及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 甲基藍(lán)、甲基橙、剛果紅都屬于含有磺酸基團(tuán)的染料，常被用于紡織、紙張、涂料、 皮革等行業(yè)中，在生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，而染料也成為了工業(yè)廢水的主要成 分。由于含有磺酸基團(tuán)的染料分子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且穩(wěn)定，在自然地條件下很難降解。目前用于 除去廢水中染料的方法主要有臭氧化，氧化，化學(xué)混凝/絮凝，濁點(diǎn)萃取，光催化，離子交換， 正向滲透、吸附等方法，其中吸附技術(shù)由于操作簡單、消費(fèi)低、效率比較高，已經(jīng)引起的廣泛 的關(guān)注。
[0003] 目前已經(jīng)報(bào)道了一些吸附劑用于除去甲基藍(lán)、甲基橙、剛果紅，如《合金與化合物 雜志》（Journal of Alloys and Compounds:2015年，640卷，第362-372頁）報(bào)道了CoFe2〇4去 除剛果紅的吸附量達(dá)到190·5mg/g。《科學(xué)報(bào)告》(Scientific reports：2015年，5卷)報(bào)道了 非晶型的NiO納米材料對(duì)甲基藍(lán)的吸附量達(dá)到10584.6mg/g。《環(huán)境科學(xué)納米》 (Environmental Science Nano: 2014年，1卷，第 172-180頁）報(bào)道了CuZn-HDS對(duì)甲基澄的吸 附量為847mg/g。荷蘭《膠體和表面A:物理化學(xué)和工程》（Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects，2015年，485卷，第125-135頁）報(bào)道了Cu (II)-AMTD對(duì)含有磺酸基團(tuán)的染料的吸附研究?！稇?yīng)用催化B:環(huán)境》(App 1 ied Cata 1 ysis B: Environmental，2015年，164卷，第234-240頁）報(bào)道了Cu2〇/Cu2(OH)3N0 3復(fù)合物對(duì)甲基橙的 吸附與光催化作用。但是值得注意的是同時(shí)對(duì)甲基藍(lán)、甲基橙、剛果紅都有很好的吸附效果 和對(duì)混合染料（甲基橙和亞甲基藍(lán)的混合液、剛果紅和亞甲基藍(lán)的混合液)具有選擇性吸附 的吸附劑還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提出一種選擇性去除廢水中含磺酸基團(tuán)染 料的吸附劑及其方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種選擇性去除廢水中含磺酸基團(tuán)染料的方法，利用吸附劑選擇性吸附廢水中的 含磺酸基團(tuán)染料;所述吸附劑為納米片狀堿式硝酸銅。
[0007] 所述的方法，包括以下步驟:首先，將納米片狀堿式硝酸銅投入到含磺酸基團(tuán)染料 的廢水中，攪拌，使得含有磺酸基團(tuán)的染料吸附在所述的納米片狀堿式硝酸銅上，不含磺酸 基團(tuán)的染料不會(huì)被納米片狀堿式硝酸銅吸附;然后從水中分離吸附含有磺酸基團(tuán)染料的納 米片狀堿式硝酸銅，即去除了廢水中的含有磺酸基團(tuán)的染料。
[0008] 所述的方法，所述廢水中含磺酸基團(tuán)染料的濃度為50-500mg/L，用于吸附含磺酸 基團(tuán)染料的吸附劑的質(zhì)量為200mg/L。
[0009] 所述的方法，所述的堿式硝酸銅材料的長度為200-300nm，寬度為200-300nm，厚度 為20_30nm。
[0010] -種選擇性去除廢水中含磺酸基團(tuán)染料的吸附劑，所述吸附劑為納米片狀堿式硝 酸銅，所述的納米片狀堿式硝酸銅的長度為200-300nm，寬度為200-300nm，厚度為20-30nm〇
[0011] 所述吸附劑的制備方法，包括以下步驟，稱取三水合硝酸銅溶解在蒸餾水中，向硝 酸銅水溶液中緩慢滴加〇. lmol/L的NaOH水溶液，磁力攪拌lOmin，得到藍(lán)色懸濁液;該懸濁 液在頻率20kHz，功率600W的超聲場中超聲45min;當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，將樣品 分別用蒸餾水和乙醇7000r/min高速離心洗滌各三次，最后將所得產(chǎn)物在60°C真空干燥箱 中干燥12h，得到藍(lán)色粉末。
[0012] 所述的吸附劑的制備方法，三水合硝酸銅與NaOH的摩爾比為2:3。
[0013] 本發(fā)明中所述的含磺酸基團(tuán)染料是剛果紅、甲基藍(lán)、甲基橙;所述的不含磺酸基團(tuán) 染料是亞甲基藍(lán)；
[0014] 本發(fā)明采用納米片狀的堿式硝酸銅高效地、選擇性的吸附含有磺酸基團(tuán)的染料， 而對(duì)不含有磺酸基團(tuán)的染料則不產(chǎn)生吸附作用。這種方法具有操作過程簡單、花費(fèi)低、效率 高等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0015]圖1為實(shí)施例1中制備的納米片狀堿式硝酸銅的X-射線衍射圖(XRD)。
[0016]圖2為實(shí)施例1中制備的納米片狀堿式硝酸銅的掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0017]圖3為實(shí)施例2中納米片狀堿式硝酸銅對(duì)甲基藍(lán)、甲基橙、剛果紅三種染料的吸附 平衡等溫線。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019] 實(shí)施例1:納米片狀的堿式硝酸銅的制備
[0020] 稱取2mmol三水合硝酸銅溶解在30mL蒸餾水中，向硝酸銅水溶液中緩慢滴加30mL Na0H(0. lmol/L)水溶液，磁力攪拌lOmin，得到藍(lán)色懸濁液。該懸濁液在頻率20kHz，功率 600W的超聲場中超聲45min。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，將樣品分別用蒸餾水和乙醇 高速離心洗滌(7000/min)各三次，最后將所得產(chǎn)物在60°C真空干燥箱中干燥12h，得到藍(lán)色 粉末。
[0021] 圖1為實(shí)施例1中制備的產(chǎn)物的XRD圖?？梢钥吹剑a(chǎn)物的所有均可以指標(biāo)化為一個(gè) 單斜晶系的Cu2(0H)3N0 3(JCroS No.45-0594),對(duì)應(yīng)的晶格參數(shù)a = 5.6132，b = 6.0986，C = :6.95.6 A andP = 92.32° 〇
[0022] 圖2為實(shí)施例1中制備的產(chǎn)物的SEM圖。從圖中可以看出，產(chǎn)物為納米片狀材料，長 約為200-300nm，寬約為200-300nm，表面也相對(duì)比較光滑。
[0023] 實(shí)施例2:納米片狀的堿式硝酸銅吸附甲基藍(lán)、剛果紅、甲基橙
[0024] 配制 500mg/L的甲基藍(lán)溶液，分別稀釋到 50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、 250mg/L、300mg/L、400mg/L，稱取10mg納米片狀堿式