一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂及制备方法和应用。在反应釜中，将WCl6与溶剂无水乙醇混合，搅拌形成淡蓝色溶液。向淡蓝色溶液溶液中加入g

【技术实现步骤摘要】
一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于水处理吸附剂制备
，尤其涉及制备了一种高效吸附剂，并用于水中刚果红染料的吸附分离。一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]由于现代工业化的快速发展，来自食品、纺织、皮革、塑料、化妆品、橡胶、造纸、印刷和电镀等行业的有机染料废水越来越多，未经充分处理直接排入水环境中会对环境造成巨大的污染风险。如产生明显的着色、增加水体的化学需氧量、阻碍光进入水系统并且威胁水生生态系统。其中刚果红(1
‑
萘磺酸
‑
3,3
‑
(4,4
‑
联苯双(偶氮)双氨基)二钠盐)是一种典型的联苯胺基阴离子偶氮染料，具有固有的毒性、致突变性和致癌性，对水生生物和人体都具有一定的威胁。同时刚果红染料分子具有复杂的芳香族结构，具有良好的物理化学和热光学稳定性，因而难以生物降解。染料废水往往色度高、污染物浓度大，比较难净化处理。因此，如何合理、有效地处理含刚果红废水已成为很重要和很紧迫的环境问题之一。
[0003]目前，已有多种物理和化学方法去除水体系中的刚果红染料，如过滤、吸附、离子交换、光催化、生物降解和电化学法等。其中，吸附法因其操作简便、效率高、无二次污染和吸附剂可重复使用，被认为是一种很有前途的、有效的和通用的技术。迄今为止，已经报道了大量的吸附剂，如粘土、炒灰、活性炭、分子筛、金属
‑
有机骨架、硅纳米材料和金属氧化物等。然而，许多吸附剂存在吸附容量小和解析处理难等不足，限制了其实际应用。比如碳羟基磷灰石吸附刚果红60min后的吸附量为24.59mg/g，MIL
‑
101(Cr)吸附刚果红180min后吸附量约115mg/g以及MgFe2O4‑
NH2吸附刚果红180min后吸附量为71.4mg/g。(化学研究与应用，2020，32(4)：600
‑
608；Sep.Purif.Technol.2017，177：272
‑
280；ACS Appl.Nano Mater.2019，2：5329
‑
5341；因此，设计出吸附性能高、生态友好和循环性能好的吸附剂用于废水处理仍是一个巨大的挑战。开发一种使用范围广、高效并且稳定的吸附剂对于处理含染料有机污染物废水具有意义重大。

技术实现思路

[0004]为了合理、有效地处理含刚果红染料废水，以及为了高效从刚果红废水中吸附分离刚果红染料，我们研究发现，纳米氧化物比表面积大，且由于量子效应而具有较高的活性位点，因而在吸附去除水环境中有机污染物方面有重要的应用前景，比如Ba5Si8O
21
、ZnO、MgO和WO3等。同时研究发现，缺陷W
18
O
49
比完美WO3具有更好的吸附能力。这其中的缺陷态W
18
O
49
深深地吸引了我们的注意，虽然单一W
18
O
49
吸附剂有一定的吸附能力，但是不能满足我们的吸附要求，所以，经过认真分析及详细研究，我们将W
18
O
49
与g
‑
C3N4复合生成更具吸附能力、使用范围更广和更稳定的复合吸附剂。使用尿素作为前驱体煅烧处理后得到均匀多孔结构g
‑
C3N4纳米薄片，其本身具备一定的吸附能力，也可作为载体。再将W
18
O
49
纳米线原位生长在其表面，制备了纳米三维网状结构的吸附剂(在本专利技术中简称g
‑
C3N4‑
W
18
O
49
)，并将其应用在刚果红染料废水的吸附处理过程中，对刚果红染料吸附能力非常强。
[0005]本专利技术设计合成一种新型、高效并且可重复使用的吸附剂用于吸附水中的刚果红染料。本专利技术的吸附剂是g
‑
C3N4和W
18
O
49
组成的复合物，后文简称g
‑
C3N4‑
W
18
O
49
。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂；吸附剂是g
‑
C3N4和W
18
O
49
组成的复合物。
[0008]一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]1)在反应釜中，将WCl6与溶剂无水乙醇混合，搅拌形成淡蓝色溶液；
[0010]2)向淡蓝色溶液溶液中加入g
‑
C3N4，搅拌后，将混合液升温170
‑
185℃，升压2
‑
2.5MPa，持续10
‑
12h；
[0011]3)经冷却、离心、蒸馏水和乙醇洗涤、干燥后得到淡黄色粉末吸附剂g
‑
C3N4‑
W
18
O
49
。
[0012]所述的乙醇质量与WCl6质量的比例为(150
‑
170)：1。
[0013]所述的WCl6与乙醇混合后搅拌20
‑
30min。
[0014]所述的g
‑
C3N4质量与WCl6质量的比例为(0.2
‑
0.4)：1。
[0015]所述的加入g
‑
C3N4后搅拌30
‑
40min。
[0016]本专利技术的吸附剂用于水中吸附刚果红的方法，在含有刚果红染料的废水中加入100
‑
120mg/L吸附剂g
‑
C3N4‑
W
18
O
49
，吸附时间为3
‑
4h，过滤分离出吸附剂g
‑
C3N4‑
W
18
O
49
。
[0017]优选吸附温度为25
‑
45℃。
[0018]通过简单易操作的方式实现了刚果红的解吸实验。分别使用氢氧化钠水溶液洗涤超声、乙醇洗涤超声、分离和烘干等操作，然后重复进行4次循环吸附实验，结果表明g
‑
C3N4‑
W
18
O
49
复合吸附剂吸附刚果红的性能仍保持较高的水平(1210mg/g)。
[0019]本专利技术采用原位溶剂热的方法将g
‑
C3N4和W
18
O
49
复合，制备了g
‑
C3N4和W
18
O
49
复合吸附剂，简称g
‑
C3N4‑
W
18
O
49
。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂；其特征是，吸附剂是g
‑
C3N4和W
18
O
49
组成的复合物。2.权利要求1的一种吸附水中的刚果红染料的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在反应釜中，将WCl6与溶剂无水乙醇混合，搅拌形成淡蓝色溶液；2)向淡蓝色溶液溶液中加入g
‑
C3N4，搅拌后，将混合液升温170
‑
185℃，升压2
‑
2.5MPa，持续10
‑
12h；3)经冷却、离心、蒸馏水和乙醇洗涤、干燥后得到淡黄色粉末吸附剂g
‑
C3N4‑
W
18
O
49
。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，乙醇质量与WCl6质量的比例为(150
‑
170)：1。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，WCl...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天永，李思怡，姜爽，李彬，王瑜舒，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：