一种去除水中染料的磁性吸附剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于印染污水处理技术领域，具体设及一种去除水中染料的磁性吸附剂及 其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 用吸附法去除污水中染料在印染污水处理技术领域中是已知的技术。目 前，已经报道有一些用于去除甲基蓝染料的材料，如用活性碳去除加甲基蓝的吸附量 为 25. 25mg/g(J.Hazard.Mater.B139 (2007) 57 -66)，有机膨 ± 对甲基蓝的吸附量 为98. 15mg/g(Appl.ClaySci. 55 (2012) 177 - 180)，石墨的氧化物对甲基蓝的吸附量 为170. 07mg/g巧SCAdv. 4(2014)64771 - 64780)等；已经报道的一些用于去除刚果红 染料的材料，如用栋桐仁种皮提取物去除刚果红的吸附量为66. 23mg/g(Ind.化g.化em. Res. 48 (2009) 6188 - 6196)，氧化石墨締、壳聚糖和二氧化娃纤维复合材料对刚果红的 吸附量为294. 12mg/g(Chem.Eng.J. 245 (2014) 99 - 106.)，氨氧化错对刚果红的吸附量 为 837. 4mg/g(Ind.化g.Chem.Res. 51 (2012) 10079 - 10087)等；报道的一些用于去除 酸性品红染料的材料，如用壳聚糖去除酸性品红的吸附量为43mg/g烟lin.J.Environ. 化g. 5(2011) 1800 - 1805)，氧化石墨締和壳聚糖的复合材料对酸性品红的吸附量为130mg/ gKarbohy化.Polym. 102 (2014) 755 - 761)，蒙脱石对酸性品红的吸附量为 161mg/g(Appl. ClaySci. (2013)56 - 60)等；报道的一些用于去除孔雀绿染料的材料，如用环瑚精去除孔 雀绿的吸附量为91. 90mg/g(Sep.化rif.Technol. 53(2007)97 - 110)，活性炭对孔雀绿的 吸附量为200mg/g(J.化zard.Mater. 146(2007) 194 - 203)等。运些材料均表现出了一定 的从溶液中吸附染料的能力，但是其吸附量不高，在实际操作中需要投入大量的吸附剂才 能达到一定的处理效果，且会带来大量难处理的废渣。憐酸盐材料价廉易得，且对上述染 料具有一定的吸附效果，但是吸附过后的憐酸盐材料较难方便快捷的去除，吸附剂的残留 容易对水体造成二次污染。磁性复合材料具有易回收的特点，可重复使用，节约成本。因 此，廉价易得、能更高效去除污水中染料的磁性吸附剂受到越来越多的关注。儀、锋、铁的 氧化物和二氧化娃的磁性复合纳米材料对甲基蓝的吸附量为25. 13mg/g(WaterAirSoil Pollut. 225(2014)2 - 10)，丙Ξ甲基硅烷、赖氨酸和四氧化Ξ铁形成的磁性复合纳米材料 用于吸附甲基蓝的吸附量为134mg/g(Chem.Eng.J. 239(2014)250 - 256)，儘和铁的氧化 物形成的磁性复合材料对刚果红的吸附量为92. 4mg/g(Chem.Eng.J. 182(2012)72 - 79)， 氧化铜和二氧化铁形成的磁性复合材料对刚果红的吸附量为141. 64mg/g(J.Ind.化g. 化em. 20(2014)3081 - 3088)，碳、儀和铁的氧化物形成的磁性复合材料对酸性品红的吸附 量为21mg/g(Fine化em. 30(2013)776 - 78)，锋和铁氧化物形成的磁性复合材料对酸性 品红的吸附量为150. 37mg/g(J.Ind.化g.Chem. 23(2015)290 - 298)，四氧化Ξ铁、环瑚精 和氧化石墨締形成的磁性复合材料对孔雀绿的吸附量为140. 7mg/g(ColloidsSurf. ,A 466 (2015) 166 -173)。但是运些材料制作过程较为复杂，且吸附量不高，不利于其实际应用。 因此，获得廉价易得、能更高效去除污水中染料、结合憐酸盐的高吸附量及磁性材料的快速 方便回收的特点的磁性憐酸盐材料，将具有较高的研究价值和应用价值。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有吸附剂制备及回收技术的不足，提供一 种去除水中染料的磁性吸附剂，原料廉价易得，反应快速、高效，操作简单，可磁性回收，重 复使用，适合工业化大规模应用。
[0004] 本发明的另一目的是提供该磁性吸附剂的应用。 阳〇化]本发明的目的可通过W下技术方案实现：
[0006] 一种去除水中染料的磁性吸附剂，所述磁性吸附剂为憐酸盐与四氧化Ξ铁纳米或 微米颗粒形成的磁性憐酸盐复合材料。
[0007] 优选地，所述的憐酸盐的憐酸根类阴离子为含有憐酸根的阴离子，优选为憐酸根、 憐酸氨根、焦憐酸根、径基憐酸根中的一种或两种W上。
[0008] 所述的憐酸盐材料优选为憐酸领、憐酸锁、憐酸巧、径基憐酸锁、径基憐酸巧中的 一种或两种W上。
[0009] 本发明所述的磁性吸附剂的制备方法，包括W下步骤：
[0010] (1)将可溶性金属盐溶解于水中，加入表面活性剂、四氧化Ξ铁纳米或微米材料， 混合均匀得到溶液；
[0011] (2)将含憐酸根的可溶性盐溶解于水中，得到含憐酸根的可溶性盐水溶液，向步骤 (1)得到的溶液中逐渐滴加，在5°c-300°c反应比-4化，反应后的产物经过离屯、或者过滤、 洗涂、干燥即得到磁性吸附剂。
[0012] 为了减少普通水中含有的微量离子对本发明制备的憐酸盐材料产生影响，本发明 制备方法中的水优选为去离子水。
[0013] 所述的可溶性金属盐与含憐酸根的可溶性盐的用量并没有严格的限定，一般根据 所需制备的憐酸盐材料中金属阳离子与憐酸根的摩尔配比来计算可溶性金属盐与含憐酸 根的可溶性盐的用量，也可某一原料过量，保证产物完全生成，所述的可溶性金属盐、表面 活性剂和含憐酸根的可溶性盐的质量比为1 : 0.1 : 0.5-10。
[0014] 所述的可溶性金属盐由金属阳离子和阴离子组成，所述的金属阳离子与憐酸盐材 料中的金属阳离子具有相同的含义，可选用Ca2\Sr2\Ba2+中的一种或两种，可溶性金属盐 中对阴离子没有特别的要求，只需要满足与Ca2\Sr2\Ba2+结合后为可溶性的盐即可。
[0015] 所述的阴离子可选用无机酸根离子、有机酸根离子中的一种或者两种。
[0016] 所述的无机酸根离子优选硝酸根离子、氯离子中一种或两种W上。
[0017] 所述的含憐酸根的可溶性盐可选用憐酸钢、憐酸二氨钢、憐酸一氨钢、憐酸钟、憐 酸二氨钟、憐酸一氨钟、憐酸锭、憐酸二氨锭、憐酸一氨锭中的一种或两种W上。
[0018] 所述的表面活性剂可起到软模板的作用，辅助产物形成规整的形貌，可选用本领 域常用的表面活性剂，优选十二烷基苯横酸钢、二乙締Ξ胺、硬脂酸、季锭化合物、卵憐脂、 氨基酸、甜菜碱、脂肪酸甘油醋、脂肪酸山梨坦、聚山梨醋中的一种或两种W上。
[0019] 所述的溶液中可溶性金属盐的浓度、所述的含憐酸根的可溶性盐水溶液的浓度 可W影响产物憐酸盐的形貌，浓度较高的条件下，产物尺寸变小，规整度变差，从而影响产 物的性能。为了得到较规整的产物，所述的溶液中可溶性金属盐的浓度优选为0. 〇3mol/ L- 0. 8mol/l，所述的含憐酸根的可溶性盐水溶液的浓度优选为0. 02mol/L- 1. 2mol/L。
[0020] 步骤（1)中，混合均匀后最好调整抑至1 -7。防止大量的氨氧化锁或氨氧化领产 生阻碍后续憐酸盐的生成。可采用常用的酸性抑调节剂进行调节，如稀盐酸、稀硝酸等。 阳02U 步骤似中，反应条件优选为：在5°C- 300°C反应比-4她。溫度太低或者时间太 短，产物形貌不好。溫度太高容易烧结，产物比表面积小，有效活性位点减少，不利于性能。 时间可W少量延长，产物形貌不会有太大变化，但是耗能不经济。大量延长时间，溶剂可能 慢慢挥发，产物烧结。
[0022] 洗涂条件优选为：洗涂的溶剂为水或醇中的一种或两种，洗涂3 - 7次。 W23] 干燥条件优选为：在40°C- 80°C下真空