申请日2012.04.22
公开(公告)日2012.08.01
IPC分类号C02F1/28; C02F101/34; B01J20/26
摘要
本发明公开了一种吸附分离工业废水中芳香酸的方法。该方法利用壳聚糖与β-环糊精交联聚合物为吸附剂，工业废水中的芳香酸高选择性地被吸附于聚合物中，然后通过简单的脱附处理即可实现吸附剂的脱附再生及重复使用。本发明方法具有操作简单、环境友好、成本低廉等优点。
权利要求书
1.一种吸附分离工业废水中芳香酸的方法，其特征在于以壳聚糖与β-环糊精交联聚合物为吸附剂，氢氧化钠或氢氧化钾水溶液为脱附剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1) 将吸附剂加入含芳香酸的工业废水中，室温下振荡或搅拌，过滤分离，芳香酸被吸附留于吸附剂中;
(2) 将吸附有芳香酸的壳聚糖与β-环糊精交联聚合物加入到脱附剂中，室温下搅拌，过滤，使芳香酸脱附，回收吸附剂。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于吸附剂与工业废水中的芳香酸质量比为5:1~10:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱附剂为pH值大于12的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
说明书
一种吸附分离工业废水中芳香酸的方法
技术领域
本发明属于废水后处理技术领域，具体地说，涉及一种吸附分离工业废水中芳香酸的方法。
背景技术
芳香酸作为一种非常重要的化工中间体，广泛应用于医药、农药、染料等化工产品的合成。大部分芳香酸具有难降解、极性强、水溶性等特点，工业排放废水中的芳香酸易在环境中长期积累，不仅给环境带来严重的污染，同时造成很大的资源浪费。因此，在对该类废水进行综合治理，减小其对环境造成污染的同时，应采取切实有效的措施，回收废水中的有用资源，以实现环境效益和经济效益的统一。
目前，国内外处理含芳香酸废水的方法主要有：氧化法、辐射分解法、萃取法、蒸发浓缩法和吸附法等。其中，采用吸附法处理芳香酸废水具有操作简便、物耗及能耗低、能实现资源的回收利用等特点，在处理难降解类废水方面具有明显的优势。试验的吸附剂体系也很多，例如，活性炭、大孔树脂、粘土、膨润土等。其中，目前研究最为广泛的是活性炭，但活性炭在实际应用中由于存在吸附选择性差、解吸再生困难等问题，对回收和循环利用造成很大的不便，限制了其在芳香酸废水处理中的应用。因此，近年来，环境工程界越来越重视廉价、高效、低成本吸附剂的研究及应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种吸附分离工业废水中芳香酸的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明以壳聚糖与β-环糊精交联聚合物为吸附剂，氢氧化钠或氢氧化钾水溶液为脱附剂。具体包括以下步骤：
(1) 将吸附剂加入含芳香酸的工业废水中，室温下振荡或搅拌，过滤分离，芳香酸被吸附留于吸附剂中;
(2) 将吸附有芳香酸的壳聚糖与β-环糊精交联聚合物加入到脱附剂中，室温下搅拌，过滤，使芳香酸脱附，回收吸附剂。
在上述的吸附分离方法中，所述的吸附剂与工业废水中的芳香酸质量比为5:1~10:1，所述的脱附剂为pH值大于12的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。
壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰化后的产物，其分子结构中的-OH、-HN2基团使其具有良好的吸附、螯合等作用，近年来在吸附方面而日益受到重视。β-环糊精是由7个葡萄糖单元通过α-1, 4-糖苷键连接形成的低聚糖，具有“内疏水、外亲水”的圆锥空腔结构，能与多种有机物分子(尤其是芳香化合物分子)形成主客体包合物，具有一定的吸附能力。β-环糊精在含芳香族化合物废水处理方面的应用也越来越广泛。然而，壳聚糖和β-环糊精分子都具有一定的水溶性(尤其在酸性环境中)，因此，需将二者进行改性修饰以适应于废水处理的环境。通过合适的交联剂能将β-环糊精连接到壳聚糖分子上，制备得到壳聚糖与β-环糊精交联聚合物。该类聚合物具有壳聚糖的吸附功能和β-环糊精的包结双重特性，其吸附选择性和吸附能力较单纯的壳聚糖交联树脂更强，可作为吸附剂广泛应用于医药、环保等领域。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1) 本发明方法直接将吸附剂投入到含有芳香酸的废水中，在常温下即可完成高选择性的吸附过程。
(2) 本发明使用碱液进行脱附，吸附剂的再生工艺简单，回收成本低。
本发明方法具有环境友好、操作简单、废水中芳香酸去除和回收率高，吸附剂可回收利用，回收成本低等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
称取壳聚糖与β-环糊精交联聚合物1 g，投入到100 mL 1000 mg/L的苯甲酸水溶液中，室温振荡，过滤分离，使用紫外分光光度计测定溶液中苯甲酸的含量，苯甲酸吸附率为96.4%。将吸附有苯甲酸的吸附剂加入到25 mL pH值为12的氢氧化钠溶液中进行洗脱，使用紫外分光光度计测定洗脱液中苯甲酸钠的含量，由结果得知洗脱率为95.3%。
实施例2
称取壳聚糖与β-环糊精交联聚合物1 g，投入到100 mL 2000 mg/L的苯甲酸水溶液中，室温振荡，过滤分离，使用紫外分光光度计测定溶液中苯甲酸的含量，苯甲酸吸附率为92.6%。将吸附有苯甲酸的吸附剂加入到25 mL pH值为13的氢氧化钾溶液中进行洗脱，使用紫外分光光度计测定洗脱液中苯甲酸钠的含量，由结果得知洗脱率为94.8%。
实施例3
称取吸附测试例1和2中回收的壳聚糖与β-环糊精交联聚合物1 g，投入到100 mL 2000 mg/L的苯甲酸水溶液中，室温振荡，过滤分离，使用紫外分光光度计测定溶液中苯甲酸的含量，苯甲酸吸附率为92.3%。将吸附有苯甲酸的吸附剂加入到25 mL pH值为12的氢氧化钠溶液中进行洗脱，使用紫外分光光度计测定洗脱液中苯甲酸钠的含量，由结果得知洗脱率为95.2%。
实施例4
称取由壳聚糖与β-环糊精交联聚合物1 g，投入到100 mL 2000 mg/L的水杨酸水溶液中，室温振荡，过滤分离，使用紫外分光光度计测定溶液中水杨酸的含量，水杨酸吸附率为94.6%。将吸附有水杨酸的吸附剂加入到25 mL pH值为12的氢氧化钠溶液中进行洗脱，使用紫外分光光度计测定洗脱液中苯甲酸钠的含量，由结果得知洗脱率为95.8%。