[发明专利]一种三联吡啶基凝胶材料处理工业废水中的甲醛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除废水中甲醛的新方法，特别涉及一种三联吡啶基凝胶材料处理工业废水中的甲醛的方法。

背景技术

随着社会的进步和人民生活水平的提高，人们对生活品质提出了更高的要求。百姓购房，居室装修，以及石油、煤、天然气、化工制品、汽车等的应用与推广，在提高我们生活水平的同时也引起了易挥发性有机化合物的排放，造成了空气污染。2004年，世界卫生组织的国际癌症研究中心(IARC)发表的报告中称在易挥发性的有机化合物中，甲醛被认为是主要的致癌物质之一。高浓度的甲醛会对人类的呼吸系统、神经系统和免疫系统产生深远的影响，长期接触低浓度的甲醛也会对人体健康产生不利影响。因此，开发高效、便捷、安全有效的净化方法去除甲醛是当务之急。

目前常用的工业废水中甲醛的处理方法有物理法、化学法、光催化氧化法、生物法等。一般来讲，在甲醛的去除中，操作简单、造价低廉、原料消耗少、净化过程迅速等特点对甲醛的处理非常重要。对于常见的去除方法，物理吸附法中，活性炭的价格昂贵，不易再生，并且由于甲醛吸附后并没有改变其化学性质，没有达到降解和完全矿化的目的，在适当的条件下重新释放出来容易造成二次污染；化学法可以达到较好的去除效果，但需要消耗大量化学试剂，成本高；光催化氧化法虽然具有能耗低、无二次污染的特点，但需要在紫外光的照射下完成；生物法的运行成本较低，环境污染少，而微生物的活性对甲醛的初始浓度、温度和pH条件要求较苛刻，适用范围有限。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种三联吡啶基凝胶材料处理工业废水中的甲醛的方法。本发明特别针对甲醛工业废水，采用易获取的原料，经过简单制备步骤得到凝胶，与废水直接混合发生吸附并将甲醛转变成为无毒的有机盐，离心后将废水与原料分离，经过处理后的废水通过透析的方法可以获取有机盐，将使用过的原料加入到碱金属的碱溶液中又可以得到凝胶重复利用，是一种高效、简单、针对性强的甲醛工业废水的快速净化方法。该方法可较为方便地将废水中的甲醛去除，路线简单、操作简单，且基本不引入副产物。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种三联吡啶基凝胶材料处理工业废水中的甲醛的方法，具体步骤如下：

1)合成三联吡啶的衍生物:4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶；

2)取4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶粉末加入到氢氧化钠或者氢氧化钾的溶液中，常温搅拌使其溶解，得到0.01～0.05mol/L的4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶盐溶液，静置，得到三联吡啶基凝胶；

3)将三联吡啶基凝胶加入到甲醛工业废水中，搅拌混合均匀，静置，进行甲醛的吸附，并将其转变成甲醇的钠盐或者钾盐以及甲酸的钠盐或者钾盐，回收后既得无甲醛废水。

所述步骤3)中甲醛回收处理包括原料的回收以及凝胶的重新形成、以及甲醇的钠盐或者钾盐以及甲酸的钠盐或者钾盐的回收操作，步骤如下：

A)通过离心或过滤操作，分离获取吸附净化甲醛后的三联吡啶基凝胶；

B)将去除甲醛后的凝胶分散于氢氧化钠或者氢氧化钾的溶液中，得到三联吡啶基凝胶；

C)通过透析的方法将废水中的甲醇金属盐和甲酸金属盐进行回收利用。

所述步骤A)处理步骤为：将去除完成后获得混合液，离心或过滤，取下层凝胶原料，即得三联吡啶基凝胶。

所述步骤A)中，离心的速率为2000～3000转/分。

所述步骤1)中，4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶的操作步骤为：将4-甲酰基苯甲酸甲酯和2-乙酰基吡啶加入到乙醇中，然后再加入浓氨水与氢氧化钠，反应至溶液变为黄色，搅拌1小时后变为红色，再在室温下搅拌16～18小时，得到黄色沉淀和浅黄色溶液，加入水，再加入盐酸形成黄色沉淀和红色溶液，过滤得到沉淀，将得到的沉淀溶于乙醇中回流0.5～2小时后，过滤，真空干燥，即得4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶粉末。其中优选的反应时间为17小时，优选的回流时间为1小时。

所述步骤2)中氢氧化钠或者氢氧化钾的浓度为0.4～1mol/L。

所述步骤2)中，静置时间为0.5～1.5小时。

所述步骤3)中，吸附去除时间为3～5小时。

优选的碱溶液为氢氧化钾溶液，浓度为0.4～1mol/L。优选的浓度为0.5mol/L。

所述步骤2)中，优选的4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2″-三联吡啶的浓度为0.05mol/L。