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造纸废水处理用光催化剂及其制备方法

所属分类: 造纸废水 | 发布日期:2020-01-08 03:01:32

摘要 本发明提供一种造纸废水有机处理剂,按照重量份计由以下成分制成:2,4,6‑三氧代‑1,3,5‑三嗪‑1,3,5(2H,4H,6H)‑三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺40‑50份、呋喃‑2‑甲基‑(3,4,5‑三甲氧基苄基)‑胺改性聚苯醚10‑...

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摘要

本发明提供一种造纸废水有机处理剂,按照重量份计由以下成分制成:2,4,6‑三氧代‑1,3,5‑三嗪‑1,3,5(2H,4H,6H)‑三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺40‑50份、呋喃‑2‑甲基‑(3,4,5‑三甲氧基苄基)‑胺改性聚苯醚10‑20份、改性Ti‑O‑F‑N10‑15份;所述呋喃‑2‑甲基‑(3,4,5‑三甲氧基苄基)‑胺改性聚苯醚是由4,4‘‑二羧基二苯甲酮、2,7‑二溴芘、呋喃‑2‑甲基‑(3,4,5‑三甲氧基苄基)‑胺通过化学反应制备而成。本发明还公开了所述用于造纸废水的无磷缓蚀污水处理剂的制备方法。本发明制备的造纸废水有机处理剂性能更稳定,废水处理效果更好,效率更高,成本更低,使用更少,环境污染更小。

权利要求书

1.一种造纸废水有机处理剂,其特征在于,按照重量份计由以下成分制成:2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺40-50份、呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺改性聚苯醚10-20份、改性Ti-O-F-N10-15份;所述呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺改性聚苯醚是由4,4‘-二羧基二苯甲酮、2,7-二溴芘、呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺通过化学反应制备而成。

2.根据权利要求1所述的造纸废水有机处理剂,其特征在于,所述2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺的制备方法,包括如下步骤:将2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸、超支化聚乙烯亚胺溶于有机溶剂中形成溶液,然后再向其中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶,在100-120℃下搅拌反应4-6小时,后旋蒸除去溶剂,得到2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺。

3.根据权利要求2所述的造纸废水有机处理剂,其特征在于,所述2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸、超支化聚乙烯亚胺、有机溶剂、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶的质量比为0.5:(2-3):(8-12):0.3:0.1;所述有机溶剂选自乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、乙醇中的一种或几种。

      4.如权利要求1所述的造纸废水有机处理,其特征在于:所述的呋喃-2-甲基-(3,4,5-三氧苄基)-胺改性聚苯醚的制备方法包括以下步骤:

Ⅰ将4,4‘-二羧基二苯甲酮,2,7-二溴芘,碱性催化剂加到接有分水器的三口瓶中,再加N-甲基吡咯烷酮和甲苯,将反应体系加热到110-120℃,氮气保护下搅拌反应4-6小时,通过分水器除去反应过程中生成的水和甲苯,除尽水之后将反应温度缓慢升至130-140℃,继续搅拌反应6-8小时,将反应体系冷却至室温,在水中沉出,抽滤,用乙醇洗涤3-5次,后置于70-80℃下的真空干燥箱中干燥18-22小时,得到缩聚物;

Ii. 将聚合物、呋喃 -2- 甲基-(3,4,5- 三甲氧基苄基)-胺和一步法制备的催化剂在高沸点溶剂中溶解,在70-80 °c 下搅拌8-10小时,然后在丙酮中沉淀,在70-80 °c 的真空烘箱中干燥18-22小时,得到呋喃 -2- 甲基-(3,4,5- 三甲氧基苄基)-胺改性聚苯醚。

      5.如权利要求4所述的造纸废水有机处理剂,其特征在于,所述步骤一中的4,4’-二羧基苯甲酮,2,7-二溴芘,碱性催化剂,N-甲基吡咯烷酮,甲苯的质量比为1.33:1:2:(10-15):(3-5);所述碱性催化剂选自碳酸钾,碳酸铯,氢氧化钠的一种或几种...

根据权利要求4,造纸废水,其中所述有机处理剂,其特征在于在所述步骤Ⅱ,呋喃-2-甲基缩聚物 - (3,4,5-三甲氧基 - 苄基) - 胺,催化剂的质量比,高沸点溶剂为1:0.2:0.1:(3-5);其中所述的催化剂选自三苯基膦,三乙胺,选择溴化四丁基铵是一种或多种;所述选自二甲亚砜,N-甲基吡咯烷酮,N,N-二甲基甲一个或几个选择的高沸点溶剂。

  6.根据权利要求1所述的造纸废水高效处理剂,其特征在于,所述酞酰胺基二茂铁类聚苯醚的制备方法,包括如下步骤:

        7.步骤S1:在盛有水的烧杯中加入钛前驱体和氟化铵1~2h,然后缓慢加入三乙醇胺和二乙胺,然后在60~80°C下剧烈搅拌4~5h,然后喷雾干燥溶液,研磨200~400目筛,然后在450~500°C下燃烧6~10h,冷却到室温,得到Ti-O-F-N;

步骤S2:TI-OFN通过步骤S1分散在乙醇中制备形成分散体,向其中加入N-(3-三乙氧基甲硅烷丙基)葡糖酰胺,将反应物在室温下搅拌4-6小时,将乙醇除去通过旋转蒸发,得到改性的Ti-OFN。

       8.如权利要求7所述的造纸废水有机处理剂,其特征在于,所述步骤S1中所述钛前驱体、氟化铵、水、三乙醇胺、二乙胺的质量比为1:0.02:(10-15):3:(4-8);所述钛前驱体选自四氯化钛、四丙氧合钛、四丁醇钛中的一种或多种。

        9.根据权利要求7,造纸废水的有机处理剂按照步骤 s2中描述的 ti-o-f-n,乙醇,n-(3- 三乙氧基硅丙基)葡萄糖胺的质量比为1: (4-8) : 0.3的拥有属性。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述造纸废水有机处理剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺、呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺改性聚苯醚、改性Ti-O-F-N按比例混合,得到混合料,然后将混合料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出,再进行造粒,得到造纸废水有机处理剂。

说明书

  一种造纸废水处理用光催化剂及其制备方法

技术领域

  本发明涉及造纸废水处理技术领域,尤其涉及一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂及其制备方法。

背景技术

造纸工业在生产过程中排放大量废水,严重危害水生生物、植物和人类的生存环境,破坏水资源的利用价值。一般来说,造纸废水主要是指含有木质素、半纤维素、糖、残碱、无机盐、挥发酸、有机氯化物等的中水,具有排放量大、COD高、pH变化大、色度高、有硫醇气味、可生化性差等特点,是一种较难处理的工业废水。造纸废水处理是控制水环境恶化、缓解水资源短缺的有效措施。

现有的造纸废水处理方法包括物理处理,化学处理和生物处理..物理法是最简单的水处理方法,通过物理分离可以回收污水中的难溶悬浮污染物。 物理处理只能处理一些简单的废水,但处理非常不彻底,难以达到排放标准; 生物处理利用微生物代谢溶解污水中的污染物,但费用昂贵; 化学处理利用处理剂处理污染物,包括中和、絮凝、氧化和还原,处理剂的性能直接影响化学处理的效率和成效。然而,现有技术中的纸张废水处理剂具有处理成本高、性能不稳定和处理效果进一步提高的缺点。

申请公开号CN101961642A中国发明专利提供了一种有机污染物吸附的造纸废水,通过与烷基铵盐反应溶胀剂,同时具有硅藻土复合物的非常大的比表面积,增加了有机污染物的吸附能力。然而,这样的吸附剂不仅提高了有机污染物,包括造纸废水处理效率复杂的有限,硅藻土和膨润土,和在水中易于分散,去除污染物阱的差的加工能力。

因此,寻求更有效的方法,以制备更稳定的,更好的废水处理,更有效,成本更低,更小的量,环境污染少纸废水势在必行。

发明内容

  本发明的主要目的在于提供一种造纸废水处理用环保材料及其制备方法,该制备方法简单易行,对设备依赖性不高,反应条件不苛刻,价格低廉,适合规模化生产。制备得到的造纸废水高效处理剂克服了传统造纸废水处理剂存在的成本较高、性能不稳定、处理效果差,容易造成二次污染的缺点,具有性能更加稳定,废水处理效果更好、效率更高,成本更加低廉,使用量更少,对环境污染更小,同时具备抗菌、抗污、抗腐蚀的优点。

为达到以上目的,本发明提供一种造纸废水有机处理剂,按照重量份计由以下成分制成:2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺40-50份、呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺改性聚苯醚10-20份、改性Ti-O-F-N10-15份;所述呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺改性聚苯醚是由4,4‘-二羧基二苯甲酮、2,7-二溴芘、呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺通过化学反应制备而成。

优选地,所述2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺的制备方法,包括如下步骤:将2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸、超支化聚乙烯亚胺溶于有机溶剂中形成溶液,然后再向其中加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶,在100-120℃下搅拌反应4-6小时,后旋蒸除去溶剂,得到2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺。

进一步地,所述2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸、超支化聚乙烯亚胺、有机溶剂、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶的质量比为0.5:(2-3):(8-12):0.3:0.1。

优选有机溶剂选自一种或多种乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮和乙醇。

优选地,呋喃基-2-甲基 - (3,4,5-三甲氧基苄基) - 胺的制备改性的聚苯醚的方法,包括以下步骤:

Ⅰ将4,4‘-二羧基二苯甲酮,2,7-二溴芘,碱性催化剂加到接有分水器的三口瓶中,再加N-甲基吡咯烷酮和甲苯,将反应体系加热到110-120℃,氮气保护下搅拌反应4-6小时,通过分水器除去反应过程中生成的水和甲苯,除尽水之后将反应温度缓慢升至130-140℃,继续搅拌反应6-8小时,将反应体系冷却至室温,在水中沉出,抽滤,用乙醇洗涤3-5次,后置于70-80℃下的真空干燥箱中干燥18-22小时,得到缩聚物;

Ii. 将聚合物、呋喃 -2- 甲基-(3,4,5- 三甲氧基苄基)-胺和一步法制备的催化剂在高沸点溶剂中溶解,在70-80 °c 下搅拌8-10小时,然后在丙酮中沉淀,在70-80 °c 的真空烘箱中干燥18-22小时,得到呋喃 -2- 甲基-(3,4,5- 三甲氧基苄基)-胺改性聚苯醚。

优选地,步骤I中4,4‘-二羧基二苯甲酮、2,7-二溴芘、碱性催化剂、N-甲基吡咯烷酮、甲苯的质量比为1.33:1:2:(10-15):(3-5)。

  较佳地,所述碱性催化剂选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。

优选地,步骤II中缩聚物、呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺、催化剂和高沸点溶剂的质量比为1:0.2:0.1:(3-5)。

优选的,所述催化剂选自三苯基膦,三乙胺,四丁基溴的一种或多种,所述高沸点溶剂选自二甲基亚砜,N-甲基吡咯烷酮,N-N-二甲基甲酰胺的一种或多种..

优选地,改性ti-o-f-n的制备方法包括以下步骤:

步骤S1:在盛有水的烧杯中加入钛前驱体和氟化铵1~2h,然后缓慢加入三乙醇胺和二乙胺,然后在60~80°C下剧烈搅拌4~5h,然后喷雾干燥溶液,研磨200~400目筛,然后在450~500°C下燃烧6~10h,冷却到室温,得到Ti-O-F-N;

步骤S2:TI-OFN通过步骤S1分散在乙醇中制备形成分散体,向其中加入N-(3-三乙氧基甲硅烷丙基)葡糖酰胺,将反应物在室温下搅拌4-6小时,将乙醇除去通过旋转蒸发,得到改性的Ti-OFN。

优选步骤 s1中钛前体、氟化铵、水、三乙醇胺和二乙胺的质量比为1:0.02: (10-15) : 3: (4-8) ,钛前体选自一种或多种四氯化钛、四丙氧基钛和四丁醇钛。

最好在步骤 s2中 ti-o-f-n,乙醇,n-(3- 三乙氧基硅丙基)葡聚糖酰胺的质量比为1: (4-8) : 0.3。

优选地,用于生产造纸有机废水的处理剂,其包括以下步骤的方法:-2,4,6-氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H) - 三丙酸甘油酯改性的超支化聚乙烯亚胺,呋喃基-2-甲基 - (3,4,5-三甲氧基 - 苄基) - 胺改性聚苯醚,改性的Ti-OFN成比例,得到混合材料,然后将混合物加入双螺杆挤出机,并挤出共混然后造粒,以获得有机造纸废水的处理剂。

由于本技术方案的应用,本发明具有以下有益效果:

  (1)本发明公开的造纸废水处理用环保材料,制备方法简单易行,对设备依赖性不高,反应条件不苛刻,价格低廉,适合规模化生产。

  (2)本发明公开的造纸废水高效处理剂,克服了传统造纸废水处理剂存在的成本较高、性能不稳定、处理效果差,容易造成二次污染的缺点,具有性能更加稳定,废水处理效果更好、效率更高,成本更加低廉,使用量更少,对环境污染更小,同时具备抗菌、抗污、抗腐蚀的优点。

(3)本发明公开的造纸废水有机处理剂,添加2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三丙酸改性超支化聚乙烯亚胺,引入较多的氨基,通过吸附架桥作用,显著提高絮凝效果,通过改性引入三嗪结构和酰胺结构,提高了其稳定性;加入改性的Ti-O-F-N,通过F/N共掺杂,外加呋喃-2-甲基-(3,4,5-三甲氧基苄基)-胺改性聚苯醚协同作用,能显著提高光催化降解速率,使得这种有机处理剂具有投药低、应用范围广、经济的优点,另外,其还具有抗盐能力和缓蚀能力强,抗菌性优异、对重金属离子吸附和抗污垢作用大的优点。

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