纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用制造技术

本发明专利技术涉及染料废水处理领域，具体为一种纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用。为了实现纤维素的资源化利用，以纤维素酯作为吸附剂，以两种酸性染料(弱酸大红和弱酸性蓝)作为吸附对象，来确定用于处理两种染料废水吸附的潜力。在最佳吸附条件下测得，弱酸性蓝的吸附率高达99.11％，弱酸大红为90.86％。由此可推测，纤维素酯可以作为酸性染料废水的处理剂。本发明专利技术采用成本低、来源广的纤维素为原料经酯化反应制备出纤维素酯，以该纤维素酯为酸性染料的吸附剂，使酸性染料溶液富集，不仅扩大纤维素衍生物应用领域，该处理剂又可循环利用，且不产生二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及染料废水处理领域，具体为一种纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用。
技术介绍
由于酸性染料的色牢度不佳，染色后的废水中会含有大量的该物质。残余染料将会阻隔光线渗透，使水体透明度下降、对水生物造成影响，不利于水体自净。因此其处理问题成为当今环境保护领域的重中之重。在探索染料废水的处理工艺中可知：大型海藻浒苔对兰纳洒脱酱红B、尼龙山黄N-3RL的去除率分别为93.89％和41.05％、阳离子型豆渣对酸性品红的去除率能达到99％、改性海泡石对署红Y的极限吸附量高出103倍、壳聚糖微球对ABB和NYN的饱和吸附量可达714.29mg/g和769.23mg/g。根据以上处理剂分析它们的某些共同点可知，要么是利用一些“放错位置的资源”作为处理剂，要么是利用那些成本低，但处理染料废水效果较好的物质加以应用。然而，在东北地区没有海洋生物所用，有的是更多的土地以及大批量的农作物，农作物秸秆中含有高比例纤维素，若将其改性，是否能处理酸性染料废水呢？目前国内外尚未见到有关改性纤维素对酸性染料吸附的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，解决现有东北地区染料废水处理中存在的效果较差以及成本较高等问题。本专利技术的技术方案是：一种纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，纤维素酯作为酸性染料废水的吸附剂。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，酸性染料包括弱酸大红或弱酸性蓝。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，纤维素酯吸附剂的制备过程如下：①将0.5～2.0g纤维素和80～120mL的N-甲基吡咯烷酮加入三口烧瓶中搅拌，加热到100～150℃后保温1～3h；②降温至70～90℃，加入8～10g无水氯化锂继续搅拌1～3h后停止加热，室温搅拌不少于16h，获得均相的纤维素溶液；③室温下，在纤维素溶液中加入2.7～3.5mL吡啶，搅拌5～15min，加入5～10g对甲苯磺酰氯，室温搅拌反应1～10h；④之后滴加5～15mL水，继续搅拌20～40min；然后将其倒入400～600mL的酒精中沉淀出聚合物，再用乙醇洗涤至无色，获得纤维素酯作为吸附剂使用。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，采用纤维素酯处理模拟酸性染料废水或实际酸性染料废水；其中，模拟酸性染料废水的制备：准确称取0.05g染料，用去离子水溶解定容至1L，配成质量浓度为50mg/L的储备液，再依次稀释为所需浓度，得到模拟酸性染料废水。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，酸性染料为弱酸大红时，弱酸大红最大吸收波长的测定及标准曲线的绘制过程如下：(1)取出1mL弱酸大红染料废水溶于9ml蒸馏水中制成5mg/L的溶液，将部分溶液移入1cm比色皿中，以蒸馏水为参比，分别在480nm～580nm的波长范围内测量吸光度，其最大吸收波长为530nm，吸光度0.051；(2)分别移取5、10、15、20、25mL的0.05g/L弱酸大红染料废水于5个25mL容量瓶中，加入蒸馏水定容至刻度，在530nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线，弱酸大红的浓度x和吸光度y关系遵循y＝13.03x+0.0323。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，酸性染料为弱酸性蓝时，弱酸性蓝最大吸收波长的测定及标准曲线的绘制过程如下：(1)取出1mL弱酸性蓝染料废水定容至50mL容量瓶中配置出1mg/L的溶液，将部分溶液移入至1cm比色皿中，以蒸馏水为参比，分别在550nm～650nm的波长范围内测量吸光度，其最大吸收波长为600nm，此处的吸光度为0.049；(2)分别移取5、10、15、20、25mL的0.05g/L弱酸性蓝染料废水于5个25mL容量瓶中，加入蒸馏水定容至刻度，在600nm波长下测定吸光度，绘制弱酸性蓝标准曲线，弱酸性蓝的浓度x和吸光度y关系遵循y＝29.53x+0.0565。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，吸附酸性染料后的纤维素酯采用0.5～6molHCl洗脱。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，优选的，吸附弱酸大红后的纤维素酯经4molHCl洗脱，吸附弱酸性蓝后的纤维素酯经2molHCl洗脱。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，酸性染料的吸附条件如下：吸附温度20～50℃，吸附时间20～120min，酸性染料废水用HCl/NaOH调节pH＝1～13；对于浓度为5～100mg/L的酸性染料废水，加入占酸性染料废水重量0.1～1.0％的纤维素酯。所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，优选的，酸性染料的吸附条件如下：吸附温度30℃，吸附弱酸大红的时间为60min，吸附弱酸性蓝的时间为120min，酸性染料废水用HCl调节pH＝5；对于浓度为10～50mg/L的弱酸大红染料废水，纤维素酯投料量为弱酸大红染料废水重量的0.2～0.6％；对于浓度为10～50mg/L的弱酸性蓝染料废水，纤维素酯投料量为弱酸性蓝染料废水重量的0.4～0.8％。本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术采用成本低、来源广的纤维素为原料经酯化反应制备出纤维素酯，以该纤维素酯为酸性染料的吸附剂，使酸性染料溶液富集，不仅扩大纤维素衍生物应用领域，该处理剂又可循环利用，且不产生二次污染。附图说明图1为弱酸大红的吸收曲线。图2为弱酸大红标准曲线。图3为弱酸性蓝的吸收曲线。图4为弱酸性蓝标准曲线。图5为弱酸大红洗脱再生曲线。图6为弱酸性蓝洗脱再生曲线。图7为纤维素酯吸附酸性染料温度变化曲线。图8为纤维素酯吸附酸性染料时间变化曲线。图9为纤维素酯吸附酸性染料投料量变化曲线。具体实施方式在具体实施过程中，为了实现纤维素的资源化利用，以纤维素酯作为吸附剂，以两种酸性染料(弱酸大红和弱酸性蓝)作为吸附对象，来确定用于处理两种染料废水吸附的潜力。在最佳吸附条件下测得，弱酸性蓝的吸附率高达99.11％，弱酸大红为90.86％。由此可推测，纤维素酯可以作为酸性染料废水的处理剂。所用的仪器设备和实验试剂分别如下：YP802N电子天平，上海精密科学仪器有限公司；722s可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；HH-4S智能数显恒温水浴锅，巩义市予华仪器有限责任公司；D2F-6050真空干燥箱，上海精密实验设备有限公司，太仓精密仪器设备有限公司；KQ-C玻璃仪器气流烘干器，巩义市予华仪器有限责任公司；烧杯50、250、500mL；三口烧瓶100、250mL；容量瓶25、50、200、250、500mL；移液管1、2、5、10、25mL。微晶纤维素：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；N-甲基吡咯烷酮：分析纯，天津市大茂化学试剂厂；无水氯化锂：分析纯，沈阳市新化试剂厂；吡啶：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；对甲苯磺酰氯：分析纯，天津市大茂化学试剂厂；无水乙醇：分析纯，沈阳市新化试剂厂；去离子水；弱酸大红；弱酸性蓝；氢氧化钠：分析纯，辽宁泉瑞试剂有限公司；盐酸：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。下面，通过实施例、应用例和附图对本专利技术进一步详细阐述。实施例本实施例中，纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用过程如下：1、吸附剂的制备①将1g纤维素和100mL的N-甲基吡咯烷酮加入三口烧瓶中搅拌，加热到120℃后保温2h。②降温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，其特征在于，纤维素酯作为酸性染料废水的吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，其特征在于，纤维素酯作为酸性染料废水的吸附剂。2.按照权利要求1所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，其特征在于，酸性染料包括弱酸大红或弱酸性蓝。3.按照权利要求1所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，其特征在于，纤维素酯吸附剂的制备过程如下：①将0.5～2.0g纤维素和80～120mL的N-甲基吡咯烷酮加入三口烧瓶中搅拌，加热到100～150℃后保温1～3h；②降温至70～90℃，加入8～10g无水氯化锂继续搅拌1～3h后停止加热，室温搅拌不少于16h，获得均相的纤维素溶液；③室温下，在纤维素溶液中加入2.7～3.5mL吡啶，搅拌5～15min，加入5～10g对甲苯磺酰氯，室温搅拌反应1～10h；④之后滴加5～15mL水，继续搅拌20～40min；然后将其倒入400～600mL的酒精中沉淀出聚合物，再用乙醇洗涤至无色，获得纤维素酯作为吸附剂使用。4.按照权利要求1所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，其特征在于，采用纤维素酯处理模拟酸性染料废水或实际酸性染料废水；其中，模拟酸性染料废水的制备：准确称取0.05g染料，用去离子水溶解定容至1L，配成质量浓度为50mg/L的储备液，再依次稀释为所需浓度，得到模拟酸性染料废水。5.按照权利要求1所述的纤维素酯在处理酸性染料废水方面的应用，其特征在于，酸性染料为弱酸大红时，弱酸大红最大吸收波长的测定及标准曲线的绘制过程如下：(1)取出1mL弱酸大红染料废水溶于9ml蒸馏水中制成5mg/L的溶液，将部分溶液移入1cm比色皿中，以蒸馏水为参比，分别在480nm～580nm的波长范围内测量吸光度，其最大吸收波长为530nm，吸光度0.051；(2)分别移取5、10、15、20、25mL的0.05g/L弱酸大红染料废水于5个25mL容量瓶中，加入蒸馏水定容至刻度，在530nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线，弱酸大红的浓度x和吸光度y关系遵循y＝13....

【专利技术属性】
技术研发人员：孟辉，孙悦，
申请(专利权)人：辽东学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21