申请日2017.04.17
公开(公告)日2017.07.14
IPC分类号B01J20/26; B01J20/30; C08F220/14; C08F212/08; C08F212/14; C08F220/18; C08F2/26; C08F2/30; C02F1/28; C02F101/38
摘要
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种处理含苯胺废水的吸附填料及其制备方法和用途。具体而言，本发明的制备方法包括：1)制备作为水相的表面活性剂和水的混合溶液;2)制备作为油相的丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液;3)制备O/W型乳液;4)自由基乳液聚合，制备方法简便易行。通过该方法制备的吸附填料的粒径为200～2000μm，能够有效地吸附并富集水中的苯胺，并且极易洗脱再生，适用于含苯胺废水的工业处理。
权利要求书
1.一种处理含苯胺废水的吸附填料的制备方法，其特征在于：
所述制备方法包括下列步骤：
1)制备作为水相的表面活性剂和水的混合溶液：
在室温条件下，将非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂和水搅拌均匀，得到表面活性剂和水的混合溶液;
2)制备作为油相的丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液：
在室温条件下，将丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯搅拌均匀，得到丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液;
3)制备O/W型乳液：
在室温条件下，向步骤2)中得到的丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液中加入自由基引发剂，搅拌溶解后，再加入到步骤1)中得到的表面活性剂和水的混合溶液中，剪切搅拌，直至得到O/W型乳液;
4)自由基乳液聚合：
将步骤3)中得到的O/W型乳液升温，引发聚合反应，反应结束后，经过滤、洗涤和真空干燥，得到处理含苯胺废水的吸附填料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤1)中所述非离子型表面活性剂选自吐温-20、吐温-80、曲拉通X-65，曲拉通X-100、曲拉通X-165和改性纤维素中的任意一种;所述阴离子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠;所述水为去离子水。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤1)中所述表面活性剂和水的混合溶液中表面活性剂的质量浓度为5～20g/L，并且所述非离子型表面活性剂占表面活性剂总质量的85%～95%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤2)中所述丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的任意一种;所述氨基苯乙烯为3-氨基苯乙烯或4-氨基苯乙烯。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤2)中所述丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的质量比为5～10:1～3:1～3。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤3)中所述自由基引发剂为偶氮类自由基引发剂或过氧类自由基引发剂。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤3)中所述丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液和自由基引发剂的质量比为100:0.1～0.5。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤3)中所述O/W型乳液中油相液滴的粒径为200～2000μm。
9.一种处理含苯胺废水的吸附填料，其通过根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得。
10.根据权利要求9所述的处理含苯胺废水的吸附填料在含苯胺废水处理中的用途。
说明书
一种处理含苯胺废水的吸附填料及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种处理含苯胺废水的吸附填料，其制备方法，及其在含苯胺废水处理中的用途。
背景技术
苯胺是最具代表性的芳香胺类物质，是一种具有芳香气味的无色油状液体，广泛应用于国防、印染、塑料、油漆、农药和医药等行业。另外，苯胺也是一种严重污染环境和危害人体健康的有害物质，属于“致癌、致畸、致突变”的三致物质。由于苯胺具有长期残留性、生物蓄积性、致癌性等特点，被美国EPA列为优先控制的129种污染物;同时，其也被列入“中国环境优先污染物黑名单”中，在工业排水中要求严格控制。处理苯胺类废水的方法主要有物理、化学、生物等方法，具体如萃取法、光催化氧化法、超声波降解法等。
申请号为201410593332.5的中国发明专利申请公开了一种苯胺类废水的处理方法，经缩聚反应-Fenton-NaClO氧化技术联用，显著降低苯胺类废水的COD及苯胺含量，并且该方法无固废产生，不会引起二次污染。但是，由于该方法的处理步骤较为繁琐，涉及加热、调节pH值、絮凝等步骤，因此不适用于大批量工业废水的处理;申请号为201610095154.2的中国发明专利申请公开了一种通过菌类降解法来处理苯胺类废水的方法，该方法各菌种之间共生协调，互不拮抗，投加在废水处理系统中，对苯胺类难降解化合物具有良好的降解效果。但是，菌类再生较为繁杂，亦不适用于大批量工业废水的处理。
发明内容
针对目前尚无有效处理大批量含苯胺废水的方法这一现状，本发明旨在提供一种处理含苯胺废水的吸附填料及其制备方法，通过该方法制备的吸附填料对废水中的苯胺具有非常明显的富集效果，并且极易洗脱再生，适用于大批量含苯胺废水的处理。
具体而言，本发明采用如下技术方案：
一种处理含苯胺废水的吸附填料的制备方法，其包括下列步骤：
1)制备作为水相的表面活性剂和水的混合溶液：
在室温条件下，将非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂和水搅拌均匀，得到表面活性剂和水的混合溶液;
2)制备作为油相的丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液：
在室温条件下，将丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯搅拌均匀，得到丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液;
3)制备O/W型乳液：
在室温条件下，向步骤2)中得到的丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液中加入自由基引发剂，搅拌溶解后，再加入到步骤1)中得到的表面活性剂和水的混合溶液中，剪切搅拌，直至得到O/W型乳液;
4)自由基乳液聚合：
将步骤3)中得到的O/W型乳液升温，引发聚合反应，反应结束后，经过滤、洗涤和真空干燥，得到处理含苯胺废水的吸附填料。
在一项优选的实施方案中，步骤1)中所述非离子型表面活性剂选自吐温-20、吐温-80、曲拉通X-65，曲拉通X-100、曲拉通X-165和改性纤维素中的任意一种，优选吐温-20或曲拉通X-65;所述阴离子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠，优选十二烷基磺酸钠;所述水为去离子水，其电阻率大于18.2MΩ。
在一项优选的实施方案中，步骤1)中所述表面活性剂和水的混合溶液中表面活性剂的质量浓度为5～20g/L，优选14g/L，并且所述非离子型表面活性剂占表面活性剂总质量的85%～95%，优选90%～93%。
在一项优选的实施方案中，步骤2)中所述丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的任意一种，优选丙烯酸甲酯;所述氨基苯乙烯为3-氨基苯乙烯或4-氨基苯乙烯，优选4-氨基苯乙烯。
在一项优选的实施方案中，步骤2)中所述丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的质量比为5～10:1～3:1～3，优选8:1:1。
在一项优选的实施方案中，步骤3)中所述自由基引发剂为偶氮类自由基引发剂或过氧类自由基引发剂，其中偶氮类自由基引发剂优选偶氮二异丁腈，过氧类自由基引发剂优选过氧化苯甲酰。
在一项优选的实施方案中，步骤3)中所述丙烯酸酯、苯乙烯和氨基苯乙烯的混合溶液和自由基引发剂的质量比为100:0.1～0.5，优选100:0.2。
在一项优选的实施方案中，步骤3)中所述剪切搅拌的搅拌转速为50～800转/分钟，优选80～500转/分钟。
在一项优选的实施方案中，步骤3)中所述O/W型乳液中油相液滴的粒径为200～2000μm，优选300～1000μm。
在一项优选的实施方案中，步骤4)中所述升温的目标温度为40～80℃，优选50～70℃。
在一项优选的实施方案中，步骤4)中所述过滤采用滤膜或滤纸来完成，其中滤膜优选孔径为20μm的尼龙滤膜，滤纸优选孔径为5μm的水性滤纸。
在一项优选的实施方案中，步骤4)中所述洗涤依次采用0.5倍于原体积的水和甲醇来完成，其中水洗1次，醇洗4次;所使用的水优选去离子水，所使用的甲醇优选色谱纯甲醇。
在一项优选的实施方案中，步骤4)中所述真空干燥的真空度为15kPa，干燥温度为78℃，干燥时间为20小时。
一种处理含苯胺废水的吸附填料，其通过上述制备方法制得。
在一项优选的实施方案中，所述处理含苯胺废水的吸附填料的粒径为200～2000μm。
上述处理含苯胺废水的吸附填料在含苯胺废水处理中的用途。
实验证明：本发明的处理含苯胺废水的吸附填料能够有效地吸附并富集水中的苯胺，并且极易洗脱再生，制备方法简便易行，适用于含苯胺废水的工业处理。