申请日2018.04.25
公开(公告)日2018.10.12
IPC分类号C02F1/28; C02F1/30; C02F1/72; C02F101/30
摘要
本发明涉及木材加工处理技术领域，公开了一种木材加工中染料废水的处理净化方法，制备得到的四氧化三锰纳米粒子生长附着在活性沸石的多孔结构的孔道内，得到多孔掺杂棒状纳米四氧化三锰的复合物，产生协同作用和界面效应，有利于对染料分子的吸附降解，在光照射下，光降解材料上的电子受到激发，发生跃迁，形成光生电子空穴对，进一步与氧结合，生成超氧负离子，具有超强的氧化性，可以将难以降解的有机物染料氧化生成二氧化碳和水，降解率达到99%以上，重复利用率达到10次以上，试验表明，在60分钟内对于亚甲基蓝的降解率达到100%，具有节能高效、绿色安全、能够彻底降解、无二次污染等优点。
权利要求书
1.一种木材加工中染料废水的处理净化方法，其特征在于，将制备得到的四氧化三锰纳米粒子生长附着在活性沸石的孔道内，得到多孔掺杂棒状纳米四氧化三锰的复合物材料，对木材加工中染料废水进行净化处理，该复合物的制备方法包括以下步骤：
(1)将0.15-0.20摩尔高锰酸钾和30-35毫升乙二醇混合搅拌15-20分钟，搅拌速度为360-400转/分钟，使用氨水调节PH值在7.8-8.0范围，加入1.2-1.5毫升钛酸丁酯偶联剂，搅拌混合均匀，置于高压反应釜中，设定反应温度为150-160℃，反应时间为12-15小时，反应结束后自然冷却至室温，倒去上澄清液，将产物分别使用去离子水和无水乙醇各离心清洗3-4遍，然后置于80-90℃烘箱中干燥4-5小时，得到棒状纳米四氧化三锰;
(2)将天然沸石粉碎至粒径大小在150-200目范围，取140-150克置于干净烧杯中，加入1.5-2.0克无水氯化锌，再加入1.0-2.0毫升二甲基甲酰胺和180-190毫升丙酮，加入磁力搅拌子，在300-350转/分钟下磁力搅拌30-40分钟，用封口膜密封，在50-55℃烘箱中放置24-30小时;
(3)将步骤(1)制备得到的纳米四氧化三锰加入到步骤(2)所述混合物料中，在500-600转/分钟下搅拌1-2小时，并超声分散20-25分钟，然后减压蒸馏回收除去丙酮溶剂，除去磁力搅拌子，剩余成分置于管式炉中，通入氩气，设置升温速度为2-3℃/分钟，升温至480-500℃，达到目标温度后停止升温，保温2.5-3.0小时，然后以4-5℃/分钟的速度降温至20-25℃，得到所述复合物材料。
2.如权利要求1所述一种木材加工中染料废水的处理净化方法，其特征在于，步骤(1)所述高锰酸钾混合体搅拌时在冰水预中进行，温度为3-5℃。
3.如权利要求1所述一种木材加工中染料废水的处理净化方法，其特征在于，步骤(1)所述制备得到的棒状纳米四氧化三锰粒径大小在20-60纳米之间。
4.如权利要求1所述一种木材加工中染料废水的处理净化方法，其特征在于，步骤(1)所述氨水质量浓度为35-40%。
5.如权利要求1所述一种木材加工中染料废水的处理净化方法，其特征在于，步骤(2)所述天然沸石混合物料在烘箱中放置后，每隔2-3小时取出一次，在300-400转/分钟下搅拌15-20分钟。
6.如权利要求1所述一种木材加工中染料废水的处理净化方法，其特征在于，步骤(3)所述减压蒸馏压力为4.0-5.0KPa。
7.如权利要求1所述一种木材加工中染料废水的处理净化方法，其特征在于，步骤(3)所述超声功率为380-400W，超声温度为30-35℃。
说明书
一种木材加工中染料废水的处理净化方法
技术领域
本发明属于木材加工处理技术领域，具体涉及一种木材加工中染料废水的处理净化方法。
背景技术
染料是能使纤维和其他材料着色的物质，染料分天然和合成两大类。染料是有颜色的物质。但有颜色的物质并不一定是染料。染料是能够使一定颜色附着在纤维上的物质，且不易脱落、变色。染料通常溶于水中，一部份的染料需要媒染剂使染料能黏着于纤维上。考古资料显示，染色技术于印度和中东已有超过五千年历史。随着社会经济的快速发展，废水污染，特别是染料废水污染成为世界范围内一个严重的环境污染问题。染料废水一旦直接排放进入河流和湖泊中，其中大量的有机化合物会消耗水体中的溶解氧，同时，颜色复杂的染料废水会直接吸收照射进水体的光线，从而降低水体的透明度，破坏水体生态平衡，对人类及水生生物的健康产生极大威胁。
当前木材加工中，少不了使用各种色彩的染料，染料的处理成为最大的难题，现有的处理方法中，物理吸附对吸附材料的要求极高，而现有的材料不耐酸碱、易产生浓度极化、易受到污染、重复利用率低，处理成本大等问题，吸附不彻底，化学处理容易引入新的物质，用量大、成本高、产生的泥渣量多、脱水困难等问题。为此，需要一种安全环保、节能减排的处理方法来代替现有的染料污水处理方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种木材加工中染料废水的处理净化方法，将制备得到的四氧化三锰纳米粒子生长附着在活性沸石的孔道内，得到多孔掺杂棒状纳米四氧化三锰的复合物材料，对木材加工中染料废水进行净化处理。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种木材加工中染料废水的处理净化方法，将制备得到的四氧化三锰纳米粒子生长附着在活性沸石的孔道内，得到多孔掺杂棒状纳米四氧化三锰的复合物材料，对木材加工中染料废水进行净化处理，该复合物的制备方法包括以下步骤：
(1)将0.15-0.20摩尔高锰酸钾和30-35毫升乙二醇混合搅拌15-20分钟，搅拌速度为360-400转/分钟，使用氨水调节PH值在7.8-8.0范围，加入1.2-1.5毫升钛酸丁酯偶联剂，搅拌混合均匀，置于高压反应釜中，设定反应温度为150-160℃，反应时间为12-15小时，反应结束后自然冷却至室温，倒去上澄清液，将产物分别使用去离子水和无水乙醇各离心清洗3-4遍，然后置于80-90℃烘箱中干燥4-5小时，得到棒状纳米四氧化三锰;
(2)将天然沸石粉碎至粒径大小在150-200目范围，取140-150克置于干净烧杯中，加入1.5-2.0克无水氯化锌，再加入1.0-2.0毫升二甲基甲酰胺和180-190毫升丙酮，加入磁力搅拌子，在300-350转/分钟下磁力搅拌30-40分钟，用封口膜密封，在50-55℃烘箱中放置24-30小时;
(3)将步骤(1)制备得到的纳米四氧化三锰加入到步骤(2)所述混合物料中，在500-600转/分钟下搅拌1-2小时，并超声分散20-25分钟，然后减压蒸馏回收除去丙酮溶剂，除去磁力搅拌子，剩余成分置于管式炉中，通入氩气，设置升温速度为2-3℃/分钟，升温至480-500℃，达到目标温度后停止升温，保温2.5-3.0小时，然后以4-5℃/分钟的速度降温至20-25℃，得到所述复合物材料。
作为对上述方案的进一步描述，步骤(1)所述高锰酸钾混合体搅拌时在冰水预中进行，温度为3-5℃。
作为对上述方案的进一步描述，步骤(1)所述制备得到的棒状纳米四氧化三锰粒径大小在20-60纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤(1)所述氨水质量浓度为35-40%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤(2)所述天然沸石混合物料在烘箱中放置后，每隔2-3小时取出一次，在300-400转/分钟下搅拌15-20分钟。
作为对上述方案的进一步描述，步骤(3)所述减压蒸馏压力为4.0-5.0KPa。
作为对上述方案的进一步描述，步骤(3)所述超声功率为380-400W，超声温度为30-35℃。
本申请在制备棒状纳米四氧化三锰中，通过控制反应物用量、水热反应的酸碱度、温度和时间来保证反应制备得到的纳米材料形貌和尺寸落在需要的范围，同时通过添加钛酸丁酯偶联剂来防止具有磁性的纳米四氧化三锰出现团聚现象，对纳米粒子表面进行深加工，达到改变纳米颗粒表面化学、物理性能的目的，增大纳米颗粒之间的排斥力，降低吸引力。与多孔材料结合，具有更加多样的骨架结构，多孔材料的高比表面积，增大了污水吸附净化面积，具有很高的物理化学稳定性，受外界干扰影响少，并且可以循环使用。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有木材加工中染料废水净化处理不到位，且污染物得不得降解的问题，本发明提供了一种木材加工中染料废水的处理净化方法，制备得到的四氧化三锰纳米粒子生长附着在活性沸石的多孔结构的孔道内，得到多孔掺杂棒状纳米四氧化三锰的复合物，产生协同作用和界面效应，有利于对染料分子的吸附降解，本发明将纳米粒子与多孔道材料结合形成光降解材料，在光照射下，光降解材料上的电子受到激发，发生跃迁，形成光生电子空穴对，进一步与氧结合，生成超氧负离子，具有超强的氧化性，可以将难以降解的有机物染料氧化生成二氧化碳和水，降解率达到99%以上，重复利用率达到10次以上，试验表明，在60分钟内对于亚甲基蓝的降解率达到100%，具有节能高效、绿色安全、能够彻底降解、无二次污染等优点。