[发明专利]一种染料废水处理用聚乙烯醇缩甲醛‑活性炭多孔复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔复合材料领域，具体涉及一种染料废水处理用聚乙烯醇缩甲醛-活性炭多孔复合材料及其制备方法。

背景技术

染料废水中存在大量的有机污染物和无机污染物，未经处理排放会破坏水体生态平衡，影响水生生物和微生物的生存，无法进行生物降解，使环境恶化，会通过饮用水和食物链传递给人类，最终会严重危害人类的健康。所以，处理染料废水的很紧迫且必要。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种染料废水处理用聚乙烯醇缩甲醛-活性炭多孔复合材料及其制备方法，依照该工艺制备的多孔复合材料具有良好的吸附性能和防水性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种染料废水处理用聚乙烯醇缩甲醛-活性炭多孔复合材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

a. 向30-40重量份聚乙烯醇中1:10-15加入蒸馏水，升温至90-100℃水浴加热搅拌1-2h，得到澄清的聚乙烯醇水溶液，均分成两份，待用；

b. 将a中所得一份聚乙烯醇溶液水浴加热至70-80℃，搅拌下加入2-3重量份硼砂溶液，恒温搅拌反应1-2h后，与1-2重量份尿素、0.1-0.3重量份双氧水混合，搅拌均匀，用1-2mol/L的HCl调pH为5-6，加0.1-0.2重量份硫酸亚铁，保温50-60℃搅拌反应30-50min，滴加0.1-0.2重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，冷却至室温，调pH为中性，得疏水改性聚乙烯醇胶液；

c. 向a中所得另一份聚乙烯醇水溶液中，加入5-10重量份稀硫酸、10-15重量份甲醛和2-4重量份膨胀石墨，控制反应温度为60-70℃，搅拌20-40min，原位合成聚乙烯醇缩甲醛复合物；

d. 向c中所得聚乙烯醇缩甲醛复合物中，加入4-6重量份淀粉、2-3重量份甘油，于70-80℃加热搅拌溶解，得到粘稠状的液体，加入5-8重量份活性炭、1-2重量份OP-10、2-4重量份正戊烷及b中所得物料，快速搅拌混合均匀，将粘稠液体倒入蒸发皿中，放入60-80℃烘箱内加热5-6h，得到聚乙烯醇缩甲醛-活性炭多孔复合材料。

其中，步骤b中所述硼砂溶液浓度为3-5%；步骤c中所述稀硫酸浓度为40-50%。

本发明的反应机理及有益效果如下：

在稀硫酸的催化作用下，以聚乙烯醇、甲醛和膨胀石墨为原料，通过原位合成得到聚乙烯醇缩甲醛复合物，再以甘油和淀粉为致孔剂、正戊烷为发泡剂，经过加热使聚乙烯醇缩甲醛复合物、甘油、淀粉和正戊烷混合物发泡得到聚乙烯醇缩甲醛复合物多孔材料，具有处理染料废水的吸附能力，通过添加膨胀石墨，增加了多孔材料的比表面积，提高其吸附能力；以聚乙烯醇(PVA)为胶粘剂，无毒害，但其耐水性差，先用硼砂对聚乙烯醇进行改性，硼砂与聚乙烯醇之间发生交联反应，提高聚乙烯醇的耐水性；再用氧化剂双氧水、催化剂硫酸亚铁、尿素对其进行氧化降解和疏水改性，以降低胶的粘度，提高其固含量和耐水性，得到疏水性能好且综合性能好的PVA胶液，对多孔材料的疏水改性效果好。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例

一种染料废水处理用聚乙烯醇缩甲醛-活性炭多孔复合材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

a. 向40kg聚乙烯醇中1:15加入蒸馏水，升温至90-100℃水浴加热搅拌2h，得到澄清的聚乙烯醇水溶液，均分成两份，待用；

b. 将a中所得一份聚乙烯醇溶液水浴加热至70-80℃，搅拌下加入3kg硼砂溶液，恒温搅拌反应1h后，与2kg尿素、0.3kg双氧水混合，搅拌均匀，用1mol/L的HCl调pH为5-6，加0.2kg硫酸亚铁，保温50-60℃搅拌反应40min，滴加0.2kg磷酸三丁酯，搅拌均匀，冷却至室温，调pH为中性，得疏水改性聚乙烯醇胶液；

c. 向a中所得另一份聚乙烯醇水溶液中，加入5kg稀硫酸、10kg甲醛和2kg膨胀石墨，控制反应温度为60-70℃，搅拌40min，原位合成聚乙烯醇缩甲醛复合物；

d. 向c中所得聚乙烯醇缩甲醛复合物中，加入4kg淀粉、2kg甘油，于70-80℃加热搅拌溶解，得到粘稠状的液体，加入6kg活性炭、1kg OP-10、2kg正戊烷及b中所得物料，快速搅拌混合均匀，将粘稠液体倒入蒸发皿中，放入70-80℃烘箱内加热5h，得到聚乙烯醇缩甲醛-活性炭多孔复合材料。

其中，步骤b中所述硼砂溶液浓度为4%；步骤c中所述稀硫酸浓度为45%。