[发明专利]一种基于光-磁双重响应纳米吸附剂的含铬制革废水的治理方法

摘要

本发明公开了一种基于光‑磁双重响应纳米吸附剂的含铬制革废水的治理方法。首先采用活化技术将光敏化合物共价锚定于表面含伯胺基团的磁性纳米颗粒表面，制备成光‑磁双重响应纳米吸附剂。该吸附剂在紫外光（波长365 nm）照射下对制革废水中的三价铬有较强吸附作用，吸附完毕后可在磁场下快速、彻底回收；在可见光照射下，该吸附剂表面的光敏化合物将自动重排，屏蔽吸附基团，被吸附的三价铬将自动从吸附剂表面脱落，实现三价铬的解吸、富集及循环利用。本发明公开的吸附剂在磁场下可从废水中快速、彻底回收，对三价铬的解吸过程完全由光控制，无须使用强酸/碱化学解吸，不会造成二次污染，具有实际应用前景。

主权项

1.一种基于光-磁双重响应纳米吸附剂的含铬制革废水的治理方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下，以下所用物料的份数均为重量份数：(1)光-磁双重响应纳米吸附剂的制备：(1.1)表面含伯胺基团的磁性纳米颗粒的制备：将1-6份磁性纳米颗粒分散于100-150份溶剂中，并于室温下超声振荡10-25分钟；然后滴加1-3份硅烷偶联剂，同时升温至80-120℃反应18-24小时，获得的产物用磁铁进行分离并用无水乙醇反复洗涤，烘干至恒重后即得表面含伯胺基团的磁性纳米颗粒；(1.2)带羧基的光敏化合物合成：将2-4份2,3,3-三甲基-2,3-二氢吲哚、2-4份一元溴代有机酸与50-150份溶剂混合均匀，在80-155℃、持续搅拌和氮气保护下回流16-20小时后，将溶剂减压蒸馏，将产物用乙醚反复研磨后于二氯甲烷中重结晶制得溴代有机酸吲哚；将溴代有机酸吲哚1-2份、5-硝基水杨酸1-2份、三乙基胺2-3份与无水乙醇10-25份混合均匀，于80-100℃、持续搅拌和氮气保护下回流6-9小时；反应结束后，将沉淀物过滤并用冷却无水乙醇反复洗涤，烘干至恒重，即得带羧基的光敏化合物；(1.3)光-磁双重响应纳米吸附剂的制备：将1-4份表面含伯胺基团的磁性纳米颗粒分散于100-200份溶剂中，在持续搅拌和氮气保护下加入1-2份缩合剂，0.5-1份活化剂，所述活化剂为4-二甲氨基吡啶、1-羟基苯并三氮唑、N-羟基琥珀酰亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺磺酸盐中的一种或多种，0.5-1份以上合成的带羧基的光敏化合物，随后在-20-45℃反应15-30小时，反应结束后，产物用磁铁分离并用无水乙醇反复洗涤，烘干至恒重，得到光-磁双重响应纳米吸附剂；(2)含铬制革废水的治理：将以上制得的光-磁双重响应纳米吸附剂1-2份加入80份三价铬浓度为60-100mg/L的制革废水中，在波长365nm的紫外光照射下，持续搅拌2-6小时以吸附废水中的三价铬；然后，用磁铁将吸附剂分离，并分散于水中，在可见光照射下持续搅拌1-2小时以解吸三价铬离子，最后用磁铁分离吸附剂，实现三价铬的解吸与富集。