一种用酸碱改性的多孔氮化硼从纺织工业废水中去除脂肪酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种用多孔氮化硼从纺织工业废水中去除脂肪酸的方法，使用酸碱改性多孔氮化硼吸附纺织废水中的脂肪酸。其中酸改性应用2％硝酸或2％柠檬酸或混合酸进行，碱则利用2％氢氧化钠或2％氢氧化钙或2％氨水改性。该方法适用范围广，可吸附浓度0.15‑0.2mg/L，pH2‑7，温度25‑55℃环境内的纺织废水脂肪酸，且吸附率均可达到79％以上。其操作简单，可再生性高。在纺织废水处理方面十分可行。

A method of removing fatty acids from textile wastewater by porous boron nitride modified by acid and alkali

【技术实现步骤摘要】
一种用酸碱改性的多孔氮化硼从纺织工业废水中去除脂肪酸的方法
本专利技术属于环境化学
，具体涉及一种用酸碱改性多孔氮化硼从纺织工业废水中去除脂肪酸的方法。
技术介绍
我国纺织业在全球纺织贸易中占主要部分。纺织业废水中含有大量的脂肪酸、甘油、表面活性物质、油脂等，含量在0.15mg/L到0.20mg/L之间，他们具有良好的乳化性和亲和性，少量就能导致水体的COD、BOD迅速升高。在废水处理厂中油状的中碳链脂肪酸和固状的长链脂肪酸阻塞格栅，在污泥泵中积成渣垢，影响设备的正常运行。且在好氧处理单元和最终沉淀池中，含脂肪酸的混合物会结成“脂球”连同粘附的污泥处于悬浮状态，随最终出水排出。一方面造成污泥流失，同时也影响出水水质。目前纺织产业主要使用的有生物降解法、沉降法，化学氧化法、吸附法等。生物法因处理量大，效率高目前被广泛使用在各个企业中；但是其二次产物产量大、难处理，且其可再生性差。沉降法处理效率低，一般被用于预处理。而化学氧化法在一定程度上会改变废水的化学性质，不利于废水的稳定性。吸附法因其简单、吸附剂容易获取、经济而被广受关注，吸附剂种类多样，常用的吸附剂主要有活性炭，但其吸附效率低，吸附没有选择性。再生性差。目前新型吸附剂逐渐被合成，包括高岭土、四丁基脲制得的吸附剂(CN109626724A)、果壳活性炭(CN107651715A)，氮化硼等。氮化硼是一种多孔吸附材料，因其化学结构与石墨相似，故有白色石墨之称。由于氮化硼的化学稳定性、热稳定性、强导电性，选择吸附性等性质特点，氮化硼目前被用于电导、吸附剂、航空材料等领域。根据不同的制备方法，可以制备出不同形貌特征的氮化硼材料，应于不同领域。将BN暴露在流体中并施加电场制得活性氮化硼，可应用于蓄电池、燃料电池、电解槽中(CN101715611A)。利用尿素与氮化硼600℃下煅烧，制得对染料去除率大的介孔氮化硼(CN107265415A)。将氨与硼酸在非活性气体中进行高温反应，制得球状氮化硼微粒，适合于高导热填料(CN105980298A)。将三聚氰胺与硼酸混合，在高温下制备得多孔氮化硼。目前氮化硼的改性多集中在加催化剂增加官能团，改变接触角，或者利用气泡的生成改变氮化硼的孔结构。在酸碱改性方面研究较少。酸含有大量的H+离子，易于被交换取代。而且大多数酸具有一定的氧化性能，例如硝酸，可以腐蚀吸附剂的表面结构，增加孔容，从而增加比表面积，增强吸附。碱类溶液可以增加吸附剂表面的-OH结构。因此利用酸碱改性多孔氮化硼在脂肪废水的运用上具有实际意义。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种高效去除水中脂肪酸的方法，该方法利用多孔氮化硼作为吸附剂，采用回流吸附的方法，能够有效，高效去除纺织厂的脂肪酸。该种氮化硼具有大量介孔，且对脂肪酸吸附能力强，没有二次污染，可回收再利用。该方法包括以下步骤：(1)将三聚氰胺和硼酸混合在氮气的保护氛围内，高温活化制得多孔氮化硼；(2)取100g氮化硼，煮沸30min，去离子水漂洗至中性，干燥24h，将10g氮化硼分别溶入100ml的2％硝酸或2％柠檬酸或硝酸与硫酸混合酸(15mlHNO3和14mlH2SO4溶于去离子水，定容至1L)中，40℃静置4h；或者将氮化硼与2％氢氧化钠或2％氢氧化钙或2％氨水溶液以固液比为1:5-1:10进行混合。将步骤(2)制得的氮化硼放入到圆形石英装置中，其中氮化硼的含量保持在以1mg/L-4mg/L的范围内通入到浓度范围0.15mg/L-0.2mg/L，pH2-7的纺织业废水中，将温度保持在25-55℃离心过滤，取上清液，测试脂肪酸含量，记为C。利用公式其中：q为氮化硼吸附量mg/gC0为脂肪酸初始浓度mg/LC为吸附后脂肪酸浓度mg/LV为溶液体积mlm为氮化硼质量mg本专利技术的有益效果：由于本申请中由酸改性的氮化硼大大增加了氮化硼的比表面积，主要以物理吸附为主，化学吸附为辅。碱改性氮化硼主要改变了氮化硼表面的官能团，因此本申请的吸附原理以化学吸附为主，物理吸附为辅。本专利技术中的吸附剂制备成功率高，制备过程稳定；改性后的氮化硼介孔数量多，且结构规整；对脂肪酸的吸附具有选择性，且吸附率高，可再生。本申请中吸附剂与吸附质接触充分、反应完全，对纺织工业废水中脂肪酸的吸附率高于79％。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为专利技术的操作设备装置图；1、2分别为水温控制部分的进水口与出水口，3、4同为反应装置的滤膜，5、6分别为纺织废水入水、出水口，7为加压装置空气泵；图2为本专利技术实施例1中得到的多孔氮化硼的扫描电镜图；图3为本专利技术实施例1中得到的多孔氮化硼的XRD图；图4是本专利技术实施例1中得到的多孔氮化硼低温氮气吸附、脱附等温线；图5为本专利技术实施例1中得到的多孔氮化硼TEM图；图6为本专利技术实施例2中得到的氮化硼的XRD图。具体实施方式结合图1-6通过如下实施例对本专利技术进行详细说明：实施例1：一种从纺织产业废水中去除脂肪酸的方法(1)将3.18g的硼酸与1.59g的三聚氰胺进行混合，充分溶解在足量的去离子水中，用保鲜膜密封后在85℃恒温摇床中振荡2h。(2)停止振荡，待其冷却后在室温下进行真空抽滤，抽滤完成在烘箱条件为105℃下，烘干12h，冷却降温后进行研磨，得到白色粉末。(3)称取0.2g的步骤(2)中的白色粉末平铺于刚玉舟中(Al2O3)，用药匙将其保持松散。(4)将盛有白色粉末的刚玉舟放入管式炉中在1350℃下高温活化4h，该活化反应在氮气的保护氛围下进行，且气流量为100ml/min，升温速率设置为5℃/min。将10g的上述氮化硼放入100ml的2％NaOH溶液中浸泡4h，制得比表面积515m2/g的白色粉末状物质，记为BN。(5)称取步骤(4)中的BN以4mg/L放入到两片滤膜之间，在水浴区域通入35℃的温水。将0.2mg/L短链脂肪酸回流50次。(6)将步骤(5)中的溶液放置在离心机在，在1000r/min下离心15min，取上清液，利用公式计算得吸附容量为55mg/g。实施例2(1)将3.18g的硼酸与1.59g的三聚氰胺进行混合，充分溶解在足量的去离子水中，用保鲜膜密封后在85℃恒温摇床中振荡2h。(2)停止振荡，待其冷却后在室温下进行真空抽滤，抽滤完成在烘箱条件为105℃下，烘干12h，冷却降温后进行研磨，得到白色粉末。(3)称取0.2g的步骤(2)中的白色粉末平铺于刚玉舟中(Al2O3)，用药匙将其保持松散。(4)将盛有白色粉末的刚玉舟放入管式炉中在1350℃下高温活化4h，该活化反应在氮气的保护氛围下进行，且气流量为100ml/min，升温速率设置为5℃/min。制得白色粉末状物质，将10g的上述氮化硼放入50ml的2％Na本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用酸碱改性多孔氮化硼去除纺织废水中的脂肪酸方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用酸碱改性多孔氮化硼去除纺织废水中的脂肪酸方法。


2.根据权利要求1所述的一种利用酸碱改性多孔氮化硼去除纺织废水中的脂肪酸方法，其特征在于，所用氮化硼为改性氮化硼，其制备方法有两种：
(1)酸改性氮化硼：酸为2％硝酸或2％柠檬酸或硝酸与硫酸混合酸，为15mlHNO3和14mlH2SO4溶于去离子水，定容至1L，将10g氮化硼分别溶入100ml上述酸溶液中，40℃静置4h；
(2)碱改性氮化硼：碱液为2％氢氧化钠或2％氢氧化钙或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李润东，王子曦，李彦龙，杨天华，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21