一种密胺海绵改性吸附剂的制备方法及其在阳离子染料废水处理中的应用

本发明属于环境功能材料领域，具体地说，是一种高效清除阳离子染料的羧甲基纤维素钠和海藻酸钠复合交联密胺海绵复合吸附材料的制备方法。

背景技术：

1、随着我国社会经济的飞速发展，城市化进程的大幅度加快，人们对水资源的需求与日俱增，但是水资源的总量有限，因此减少对水资源的污染也成为了保护水资源的重要课题。其中染料工业与纺织工业发展而带来的染料废水，由于其污染色度深、有机物含量高、生物毒性大并且难以降解，对于日用水的质量造成了严重的影响。因此，研究开发一种环保高效的阳离子染料清除剂对于水资源的可持续利用具有重大的意义。

2、目前，生物催化降解、光催化降解、膜处理、电化学降解以及吸附法是工业上常用的染料废水处理方式。其中吸附法因为经济高效、操作简单和基本无污染等优点在处理染料废水方面具有极大地优势。炭基材料中的活性炭因为比表面积大、孔隙率高和造价便宜等优点受到污水处理领域研究人员的重视。然而，由于其处理废水时用量大，难以再生，处理效率低等缺点限制着它的进一步应用，同时也影响污水处理领域的发展。因此，急需一种高效而又环保的吸附材料。海藻酸钠，是一种天然阴离子多糖盐，它具有生物相容性好、可被生物降解以及易再生易改性等优点，它具有丰富的羟基和羧基基团，因而对阳离子染料具有较好的亲和力。羧甲基纤维素是一种醚类纤维素，它也具有丰富的羟基以及羧基，对阳离子金属具有较好的吸附能力，它的凝固特性使得其可用作封装材料。但是，羧甲基纤维素以及海藻酸自身也存在一些问题，如结构不稳定，机械强度不足，因此需要一个强度合适的支撑材料。密胺海绵，由三聚氰胺及甲醛树脂聚合发泡所得。它能提供丰富的三维多孔的结构，使得溶液中的吸附质易于进入材料内部，同时也能起到稳定结构的作用。因此本专利以密胺海绵为骨架支撑材料，通过与海藻酸钠和羧甲基纤维素钠进行交联的方式，开发了一种新型的羧甲基纤维素钠和海藻酸钠复合交联密胺海绵复合吸附材料，并使其广泛应用于染料废水的净化。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足如成本高、吸附性能差和去除率低等，提供一种高效清除阳离子染料的羧甲基纤维素钠和海藻酸钠复合交联密胺海绵复合吸附材料的制备方法，并将此吸附材料应用于污水中的阳离子染料废水的处理。

2、本发明的目的是通过以下技术路线实现的：

3、一种密胺海绵改性吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法是通过羧甲基纤维素钠和海藻酸钠复合交联密胺海绵制备吸附剂，包括如下步骤：

4、将羧甲基纤维素钠粉末与海藻酸钠粉末按质量比为1：1比例溶解于水中，搅拌使其溶解，形成透明胶体，胶体中含有两种物质的质量浓度各为0.1g～1g/100ml，超声除去气泡并进一步搅拌0.5～2h进一步混合均匀；取密胺海绵切成1～20cm3的小方块若干，洗涤后将水挤干，并浸渍于上述透明胶体溶液中，使得海绵充分吸收溶液，捞出，风干；将浸满羧甲基纤维素钠和海藻酸钠胶体的海绵浸没于质量比1％～10％ alcl3溶液中进行交联24～48h，洗涤得到的复合材料，在40～100℃烘箱中干燥1～12h，得到所述的密胺海绵改性吸附剂。

5、本发明还提供了一种所述密胺海绵改性吸附剂在去除染料废水中阳离子的具体应用：

6、一种密胺海绵改性吸附剂在阳离子染料废水处理中的应用，其特征在于，所述应用步骤如下：

7、将所述密胺海绵改性吸附剂加入到浓度为10～300mg/l阳离子染料的溶液中，每升溶液中投放吸附剂0.4～2.0g，温度为4～40℃，溶液ph值为2～11，搅拌24h，使阳离子染料溶液被密胺海绵改性吸附剂充分吸附；再将吸附阳离子染料的密胺海绵改性吸附剂加入到含0.01～2.0mol/l的脱附剂溶液中进行脱附，搅拌5～20分钟，过滤，即可得到脱附分离的染料溶液和密胺海绵改性吸附剂。

8、所述的阳离子染料为亚甲基蓝、甲基绿、碱性品红、甲基紫、草酸铵结晶紫、醋酸洋红、中性红、孔雀绿和蕃红中的一种；优选亚甲基蓝。

9、所述的脱附剂为盐酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的一种；优选盐酸。

10、与现有技术相比，本发明具有以下积极效果：

11、本发明制得的羧甲基纤维素钠和海藻酸钠复合交联密胺海绵复合吸附材料成本低廉、吸附性能优越，对阳离子染料的清除率高达90％以上；将吸附后的材料加入到脱附材料溶液后，可快速脱附被吸附的染料分子，染料脱除率高于93％，脱附后的材料可再次用于染料的吸附中，便于回收并且可以多次循环使用，拥有极好的染料废水净化的应用前景。

技术特征：

1.一种密胺海绵改性吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法是通过羧甲基纤维素钠和海藻酸钠复合交联密胺海绵制备吸附剂，包括如下步骤：

2.一种密胺海绵改性吸附剂在阳离子染料废水处理中的应用，其特征在于，所述应用步骤如下：

3.如权利要求2所述的密胺海绵改性吸附剂在阳离子染料废水处理中的应用，其特征在于，所述的阳离子染料为选自亚甲基蓝、甲基绿、碱性品红、甲基紫、草酸铵结晶紫、醋酸洋红、中性红、孔雀绿和蕃红中的一种。

4.如权利要求3所述的密胺海绵改性吸附剂在阳离子染料废水处理中的应用，其特征在于，所述的阳离子染料为亚甲基蓝。

5.如权利要求2所述的密胺海绵改性吸附剂在阳离子染料废水处理中的应用，其特征在于，所述的脱附剂为选自盐酸、硝酸、草酸、柠檬酸中的一种。

6.如权利要求5所述的密胺海绵改性吸附剂在阳离子染料废水处理中的应用，其特征在于，所述的脱附剂为盐酸。

技术总结
本发明涉及一种密胺海绵改性吸附剂的制备方法及其在阳离子染料废水处理中的应用。将羧甲基纤维素钠粉末与海藻酸钠粉末按质量比为1：1比例溶解于水中形成透明胶体(胶体中含有两种物质的质量浓度各为：0.1g～1g/100mL)；将1～20cm<supgt;3</supgt;大小密胺海绵片与上述胶体中浸透，使密胺海绵充分吸收胶体溶液后，风干；转移至1％～10％AlCl<subgt;3</subgt;溶液中浸泡24h～48h，风干后获得密胺海绵改性吸附剂。所述吸附剂阳用于离子染料废水处理，对废水中的阳离子染料具有优异的清除能力，且制备简单，成本低廉，吸附容量大，染料可脱附回收，吸附材料可重复使用，在废水处理领域具有良好的应用前景。

技术研发人员：张玲帆,曾洋,唐相涛,刘鑫,秦彦,麦尔哈巴·阿卜杜瓦克,张文清
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14