申请日2016.08.24
公开(公告)日2016.11.30
IPC分类号C02F1/62
摘要
本发明公开了一种去除废水中铬离子的水处理材料，包括如下重量份数的各组分：二氧化钛1‑3份、偏钨酸钠2‑4份、三羰基三甲基苯钒0.5‑2份、乙醇15‑20份、四氯化铌1‑4份、凹凸棒6‑12份、三氧化二铝1.5‑3份、4‑氨基丁酸8‑12份、柠檬酸三丁酯10‑14份、二乙醇缩乙醛9‑15份、二丁醚6‑10份、邻羟基苯甲醛7‑10份。该水处理材料能够有效去除废水中的铬离子;经简单醇洗、水洗、焙烧后即可再生利用，后续产物无污染、易处理。
权利要求书
1.一种去除废水中铬离子的水处理材料，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：二氧化钛1-3份、偏钨酸钠2-4份、三羰基三甲基苯钒0.5-2份、乙醇15-20份、四氯化铌1-4份、凹凸棒6-12份、三氧化二铝1.5-3份、4-氨基丁酸8-12份、柠檬酸三丁酯10-14份、二乙醇缩乙醛9-15份、二丁醚6-10份、邻羟基苯甲醛7-10份。
2.根据权利要求1所述的一种去除废水中铬离子的水处理材料，其特征在于，所述二氧化钛1.5-2.5份、偏钨酸钠3-4份、三羰基三甲基苯钒0.5-1.5份、乙醇16-18份、四氯化铌1-3份、凹凸棒9-11份、三氧化二铝2-3份、4-氨基丁酸10-12份、柠檬酸三丁酯11-13份、二乙醇缩乙醛12-14份、二丁醚7-9份、邻羟基苯甲醛8-10份。
3.根据权利要求2所述的一种去除废水中铬离子的水处理材料，其特征在于，所述二氧化钛2份、偏钨酸钠3.5份、三羰基三甲基苯钒1份、乙醇17份、四氯化铌2份、凹凸棒10份、三氧化二铝2.5份、4-氨基丁酸11份、柠檬酸三丁酯12份、二乙醇缩乙醛13份、二丁醚8份、邻羟基苯甲醛9份。
4.一种去除废水中铬离子的水处理材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将偏钨酸钠2-4份、三羰基三甲基苯钒0.5-2份、四氯化铌1-4份加入乙醇15-20份中，在温度30-40℃下搅拌混合10-15min;
S2：随后将二氧化钛1-3份、凹凸棒6-12份和二乙醇缩乙醛9-15份加入步骤S1反应液中，升高温度至80-90℃，反应20-30min;
S3：将三氧化二铝1.5-3份、柠檬酸三丁酯10-14份和二丁醚6-10份加入步骤S2中在温度100-120℃下继续反应30-40min;
S4：将步骤S3反应温度降低至50-60℃，向其中加入4-氨基丁酸8-12份和邻羟基苯甲醛7-10份，在600-800r/min速率下搅拌反应1-2h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
5.根据权利要求4所述的一种去除废水中铬离子的水处理材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述温度为35℃，搅拌混合13min。
6.根据权利要求4所述的一种去除废水中铬离子的水处理材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述温度为84℃，反应25min。
7.根据权利要求4所述的一种去除废水中铬离子的水处理材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述温度为116℃，反应33min。
8.根据权利要求4所述的一种去除废水中铬离子的水处理材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述温度为55℃，速率为750r/min，反应1.5h。
说明书
一种去除废水中铬离子的水处理材料及制备方法
技术领域
本发明属于废水处理材料领域，特别涉及一种去除废水中铬离子的水处理材料及制备方法。
背景技术
工业的蓬勃发展带给我们物质生活的极大满足，然而与此同时，生产过程中所产生废弃物的排放也直接污染着人类赖以生存的生态环境。含铬系列缓蚀剂是循环冷却系统中应用非常普遍的药剂之一。油墨、染料及油漆颜料的制造及铬法制革、电镀、铝阳极化处理和其他金属的清洗等工业都离不开铬化合物，铬化合物还可作为木材的防火剂和阻火剂。以上这些工业排放的废水中均会含有铬离子。
不论是六价铬还是三价铬，其均因可能有致癌作用而成为严格控制的一种环境污染物。当人体饮用含铬离子的水时，会有可能引起肠胃痛和肠胃功能紊乱等疾病，甚至致癌变和致畸形。此外，铬离子的存在也不利于水体中鱼类、微生物及某些农作物的生长，会削弱水体的自净功能。
目前含铬废水的处理方法较多，主要有电解法、化学法、离子交换法等。电解法是指解还原处理含铬废水是利用铁板作阳极，在电解过程中铁溶解生成亚铁离子，在酸性条件下，亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子。同时由于阴极上析出氢气，使废水pH逐渐上升，最后呈中性，此时Cr3+、Fe3+都以氢氧化物沉淀析出，达到废水净化的目的。化学法主要是有亚硫酸盐还原法、硫酸亚铁还原法、铁氧体法、水合肼还原法。离子交换法是利用一种高分子合成树脂进行离子交换的方法。应用离子交换法处理含铬废水是使用离子交换树脂对废水中六价铬进行选择性吸附，使六价铬与水分离，然后再用试剂将六价铬洗脱下来，进行必要的净化，富集浓缩后回收利用。然而上述方法中均有所缺陷，例如电解法中需要先将六价铬还原成三价铬，再使三价铬生成氢氧化物沉淀后去除，但是此过程较为繁琐，后续产物处理麻烦，且去除率不高;而离子交换法中对于如何再生也成为突破难点。
发明内容
针对现有技术中对于去除废水中铬离子的水处理材料和方法存在的上述不足，本发明提供了一种去除废水中铬离子的水处理材料及其制备方法，以凹凸棒为主体，将其结构经过其他化学试剂改性，并制备得到去除铬离子效果好的水处理材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种去除废水中铬离子的水处理材料，包括如下重量份数的各组分：二氧化钛1-3份、偏钨酸钠2-4份、三羰基三甲基苯钒0.5-2份、乙醇15-20份、四氯化铌1-4份、凹凸棒6-12份、三氧化二铝1.5-3份、4-氨基丁酸8-12份、柠檬酸三丁酯10-14份、二乙醇缩乙醛9-15份、二丁醚6-10份、邻羟基苯甲醛7-10份。
优选的，所述二氧化钛1.5-2.5份、偏钨酸钠3-4份、三羰基三甲基苯钒0.5-1.5份、乙醇16-18份、四氯化铌1-3份、凹凸棒9-11份、三氧化二铝2-3份、4-氨基丁酸10-12份、柠檬酸三丁酯11-13份、二乙醇缩乙醛12-14份、二丁醚7-9份、邻羟基苯甲醛8-10份。
优选的，所述二氧化钛2份、偏钨酸钠3.5份、三羰基三甲基苯钒1份、乙醇17份、四氯化铌2份、凹凸棒10份、三氧化二铝2.5份、4-氨基丁酸11份、柠檬酸三丁酯12份、二乙醇缩乙醛13份、二丁醚8份、邻羟基苯甲醛9份。
一种去除废水中铬离子的水处理材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将偏钨酸钠2-4份、三羰基三甲基苯钒0.5-2份、四氯化铌1-4份加入乙醇15-20份中，在温度30-40℃下搅拌混合10-15min;
S2：随后将二氧化钛1-3份、凹凸棒6-12份和二乙醇缩乙醛9-15份加入步骤S1反应液中，升高温度至80-90℃，反应20-30min;
S3：将三氧化二铝1.5-3份、柠檬酸三丁酯10-14份和二丁醚6-10份加入步骤S2中在温度100-120℃下继续反应30-40min;
S4：将步骤S3反应温度降低至50-60℃，向其中加入4-氨基丁酸8-12份和邻羟基苯甲醛7-10份，在600-800r/min速率下搅拌反应1-2h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
优选的，步骤S1中所述温度为35℃，搅拌混合13min。
优选的，步骤S2中所述温度为84℃，反应25min。
优选的，步骤S3中所述温度为116℃，反应33min。
优选的，步骤S4中所述温度为55℃，速率为750r/min，反应1.5h。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述去除废水中铬离子的水处理材料制备方法，以凹凸棒为基体，将二氧化钛、偏钨酸钠、三羰基三甲基苯钒、四氯化铌和三氧化二铝等化学物质改性凹凸棒结构，进而制备出水处理材料;该水处理材料能够有效去除废水中的铬离子;经简单醇洗、水洗、焙烧后即可再生利用，后续产物无污染、易处理。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：将偏钨酸钠2份、三羰基三甲基苯钒0.5份、四氯化铌1份加入乙醇15份中，在温度30℃下搅拌混合10min;
S2：随后将二氧化钛1份、凹凸棒6份和二乙醇缩乙醛9份加入步骤S1反应液中，升高温度至80℃，反应20min;
S3：将三氧化二铝1.5份、柠檬酸三丁酯10份和二丁醚6份加入步骤S2中在温度100℃下继续反应30min;
S4：将步骤S3反应温度降低至50℃，向其中加入4-氨基丁酸8份和邻羟基苯甲醛7份，在600r/min速率下搅拌反应1h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
将所得到的水处理材料应用于废水中，结果显示，废水中年铬离子含量去除率为96%。
对比例1
将活性炭6份和二乙醇缩乙醛9份混合，升高温度至80℃，反应20min;随后反应温度降低至50℃，向其中加入4-氨基丁酸8份和邻羟基苯甲醛7份，在600r/min速率下搅拌反应1h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
将所得到的水处理材料应用于废水中，结果显示，废水中年铬离子含量去除率为73%。
实施例2
S1：将偏钨酸钠4份、三羰基三甲基苯钒2份、四氯化铌4份加入乙醇20份中，在温度40℃下搅拌混合15min;
S2：随后将二氧化钛3份、凹凸棒12份和二乙醇缩乙醛15份加入步骤S1反应液中，升高温度至90℃，反应30min;
S3：将三氧化二铝3份、柠檬酸三丁酯14份和二丁醚10份加入步骤S2中在温度120℃下继续反应40min;
S4：将步骤S3反应温度降低至60℃，向其中加入4-氨基丁酸12份和邻羟基苯甲醛10份，在800r/min速率下搅拌反应2h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
将所得到的水处理材料应用于废水中，结果显示，废水中年铬离子含量去除率为96.8%。
对比例2
S1：将活性炭12份和二乙醇缩乙醛15份混合，升高温度至90℃，反应30min;随后反应温度降低至60℃，向其中加入4-氨基丁酸12份和邻羟基苯甲醛10份，在800r/min速率下搅拌反应2h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
将所得到的水处理材料应用于废水中，结果显示，废水中年铬离子含量去除率为75%。
实施例3
S1：将偏钨酸钠3份、三羰基三甲基苯钒0.5份、四氯化铌1份加入乙醇16份中，在温度30℃下搅拌混合10min;
S2：随后将二氧化钛1.5份、凹凸棒9份和二乙醇缩乙醛12份加入步骤S1反应液中，升高温度至80℃，反应20min;
S3：将三氧化二铝2份、柠檬酸三丁酯11份和二丁醚7份加入步骤S2中在温度100℃下继续反应30min;
S4：将步骤S3反应温度降低至50℃，向其中加入4-氨基丁酸10份和邻羟基苯甲醛8份，在600r/min速率下搅拌反应1h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
将所得到的水处理材料应用于废水中，结果显示，废水中年铬离子含量去除率为97.2%。
实施例4
S1：将偏钨酸钠4份、三羰基三甲基苯钒1.5份、四氯化铌3份加入乙醇18份中，在温度40℃下搅拌混合15min;
S2：随后将二氧化钛2.5份、凹凸棒11份和二乙醇缩乙醛14份加入步骤S1反应液中，升高温度至90℃，反应30min;
S3：将三氧化二铝3份、柠檬酸三丁酯13份和二丁醚9份加入步骤S2中在温度120℃下继续反应40min;
S4：将步骤S3反应温度降低至60℃，向其中加入4-氨基丁酸12份和邻羟基苯甲醛10份，在800r/min速率下搅拌反应2h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
将所得到的水处理材料应用于废水中，结果显示，废水中年铬离子含量去除率为97.6%。
实施例5
S1：将偏钨酸钠3.5份、三羰基三甲基苯钒1份、四氯化铌2份加入乙醇17份中，在温度35℃下搅拌混合13min;
S2：随后将二氧化钛2份、凹凸棒10份和二乙醇缩乙醛13份加入步骤S1反应液中，升高温度至84℃，反应25min;
S3：将三氧化二铝2.5份、柠檬酸三丁酯12份和二丁醚8份加入步骤S2中在温度116℃下继续反应33min;
S4：将步骤S3反应温度降低至55℃，向其中加入4-氨基丁酸11份和邻羟基苯甲醛9份，在750r/min速率下搅拌反应1.5h，经冷却、过滤、干燥后即可得到水处理材料。
将所得到的水处理材料应用于废水中，结果显示，废水中年铬离子含量去除率为98.5%。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。