[发明专利]一种吸附回收工业废水中芳香化合物的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种吸附回收工业废水中芳香化合物的方法。

背景技术

石油作为现代社会的重要能源，给人类社会带来巨大财富的同时，也对环境造成了严重的污染。大量的芳香化合物，如苯、甲苯、乙基苯和二甲苯等在石油冶炼、加工和运输过程中，不可避免的进入河流、湖泊和海洋中，造成水体污染。泄漏到水体中的芳香化合物，在水体中长期存在，对鱼类和人体具有致癌、致畸等严重危害。以苯为例，研究表明苯在人体中潜伏期长达12～15年，人体一旦摄入苯，会严重损坏神经系统，长期接触苯，可导致白血病，甚至诱发癌症。早在1989年，6种芳香化合物（苯、甲苯、乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯）就已经被列入中国水环境优先控制污染物。

基于以上原因，对这类芳香化合物的清除成了当前研究的热点。中国专利（公开号CN 101164905 A 2008）公开了一种利用亲水性离子液体-盐双水相体系萃取回收水溶液中芳香类化合物的方法，该方法对苯酚或者硝基苯酚等芳香化合物具有较高的萃取率，但同时存在可能造成二次污染这一缺陷。中国专利（公开号CN 101514036 A 2009）报道了一种采用零价铁基材料去除水中芳香化合物的方法，该法具有使用设备简单、操作过程简便省时经济等无可比拟的优点，但该方法所采用的零价铁基材料需要酸化，且酸化后的酸洗物质可能会造成二次污染，这一缺陷限制了它的使用范围。最近，中国专利（申请号201110134160.1）公布了一种可连续降解芳香化合物废水的均相光氧化反应装置及处理方法，该法能够连续降解废水中的芳香化合物，具有去除率高、去除芳香化合物种类多等优点，但是该法同时存在工艺流程复杂、对样品需要强氧化处理等不足之处。

基于分子内亲油基对芳香化合物分子的亲和力进行吸附回收研究是近几年备受关注的研究成果，已经成功开发了对不同的有机物质具有吸附效果的一系列吸附材料。这类材料对纯的有机物质吸附效果相当明显，合成工艺也相当成熟，但是，在此基础上，开发出专门针对水中芳香化合物的吸附回收方法及其专属吸附材料的制备却没有相应的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种吸附回收工业废水中芳香化合物的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明在现有吸油树脂的基础上，结合芳香类化合物的性质，合成对香类化合物具有选择性吸附分离效果的高分子聚合物，并对该高分子聚物进行后续处理，得到对芳香类化合物具有优异吸附效果的吸附材料。

一种吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将丙烯酸酯类或含有苯环的烯烃类或两者按质量比1:5～5:1比例混合的单体作为聚合单体，将分散剂溶解在水中，在30～60℃的温度范围内，加入交联剂、聚合单体、引发剂进行反应；反应完毕后即得到聚合物，经热水洗涤后，将得到的产物进行干燥，得到高分子聚合物；各物质的重量份数比为：单体：10～40份，交联剂：0.5～6份，分散剂：0.3～3份，引发剂：0.2～2.5份，水：90～400份；

（2）将得到的材料置于醇类溶胀物质中溶胀，将溶胀后的材料减压干燥，得到吸附材料。

在上述的制备方法中，所述丙烯酸酯类为溶解度参数与芳香化合物物质溶解度参数相近的物质，优选为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸十二酯或丙烯酸丁酯。本发明采用与芳香化合物溶解度参数相接近的丙烯酸酯类或含有单个苯环的烯烃类物质或者两者的混合物为聚合单体，在引发剂存在的条件下，首先进行聚合反应，交联共聚成三维网络结构的高分子聚合物。

    在上述的制备方法中，所述含有苯环的烯烃类为苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、氟苯乙烯、甲基苯乙烯、4-氯-α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯或4-叔丁基苯乙烯。

在上述的制备方法中，所述的分散剂为聚乙烯醇、明胶、可溶性淀粉、聚乙二醇或甲基纤维素。

在上述的制备方法中，所述的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种的混合物。

在上述的制备方法中，所述的交联剂分为两类，一类为油溶性单体，具体为二乙烯基苯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺等；另一类为水溶性单体，具体为N，N-亚甲基双丙烯酰胺，所用的交联剂为其中的一种。

在上述的制备方法中，所述的醇类溶胀物质为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、2-丁醇、异丁醇中的一种或者多种的混合物。

利用上述吸附材料来吸附回收工业废水中芳香化合物的方法，包括如下步骤：