[发明专利]一种去除水体中荧光增白剂‑VBL的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境科学与工程领域，特别涉及一种使用铝基金属有机骨架MIL-68(Al)快速去除水体中荧光增白剂-VBL的方法。

背景技术

荧光增白剂-VBL(FWA-VBL)是一种性质独特、应用广泛的双(三嗪氨基)型荧光增白剂，它的特性是能激发入射光线产生荧光，使所染物质获得类似荧石的闪闪发光的效应，使肉眼看到的物质很白，达到增白的效果。在造纸、纺织、洗涤等工业中应用十分普遍。然而，在废水和水处理行业，FWA-VBL的生产或使用过程中产生大量含有荧光增白剂是水体中的主要严重污染物。FWA-VBL属于典型的芳香族杂化合物，它的生物毒性强，特别是对人体的肝脏损伤性大，而且它的可生化降解性差。FWA-VBL废水含有大量的有机物和中间产物，成分复杂、难降解、分子量大、易成团、色度深及毒性强。处理这些含有机污染物荧光增白剂的水体是一个目前亟待解决的行业问题。对于水体中高浓度FWA-VBL废水的处理技术，现有的方法包括物理法中的吸附、膜分离、混凝和磁分离技术；化学法中的化学氧化、催化氧化、超声氧化和还原技术；除此之外还有生化法及电化学法等。比较而言，吸附法被认为是一种快速而有效去除FWA-VBL分子的方法之一，它可以选择性的吸附染料等化合物分子，对于难降解FWA-VBL废水的处理尤为适用。传统的吸附材料如活性炭、天然矿物和工业废渣等，对荧光增白剂废水均显示出一定的吸附容量，但是其吸附量有限，并且对于低浓度的荧光增白剂废水吸附效果不佳。在吸附FWA-VBL方面，具有代表性的研究是Wu F.(Wu F.,Zheng P.,Qin F.,Bai B.,Wang H.-l.and Suo Y.-r.(2015).Adsorption of fluorescent whitening agent-VBL in the waste water by TiO2@yeast microspheres and regeneration research.China Environmental Science,35(8),2342-50)等使用TiO₂@酵母微球吸附FWA-VBL，在10、25和50℃条件下得到最大吸附容量分别为154.56、160.51和167.50mg/g。因此，研究开发出既能吸附水中低浓度染料分子又具有高吸附容量新型吸附材料是非常必要的。

发明内容

本发明旨在提供一种去除水体中荧光增白剂-VBL的方法，通过使用铝基金属有机骨架快速吸附水中荧光增白剂-VBL分子而净化水体，具有显著的环境价值。

本发明是一种去除水体中荧光增白剂-VBL的方法，其技术方案包括以下具体步骤：

(1)制备铝基金属有机骨架材料MIL-68(Al)；

(2)活化步骤(1)得到的MIL-68(Al)；

(3)将步骤(2)得到的MIL-68(Al)按照0.05～0.5g/L的浓度均匀分散到含荧光增白剂-VBL的水体中，得到吸附初始溶液；

(4)将步骤(3)得到吸附初始溶液的pH值调为2～11，进行吸附，得到吸附净化溶液。

步骤(2)中，所述的活化是在100～150℃条件下干燥3～5h。

优选的，步骤(3)中，所述的MIL-68(Al)的浓度是0.15～0.35g/L。

步骤(3)中，所述水体的荧光增白剂-VBL的含量≤1000mg/L。

步骤(4)中，所述吸附的温度为5～40℃。

步骤(4)中，所述吸附的时间为≥20min。

优选的，步骤(4)中，所述pH值为4～9。

步骤(1)中，所述MIL-68(Al)的制备方法：将可溶性铝盐和有机配体溶于低沸点有机溶剂中，得到反应混合液；将反应混合液置于反应器中，在梯度升温至130～150℃后恒温反应5～12h，冷却至室温，过滤得到金属有机骨架材料MIL-68(Al)初产物；将初产物用去离子水洗涤3次，300～400℃煅烧活化8～12h，最后得到纯化的MIL-68(Al)材料。

步骤(1)中，所述可溶性铝盐为硝酸铝或氯化铝；所述有机配体为对苯二甲酸；所述低沸点有机溶剂为甲醇，乙醇，丙醇或异丙醇。

步骤(1)中，所述的可溶性铝盐与有机配体摩尔比为(2～8)：1；所述的可溶性铝盐在有机溶剂中的浓度为0.10～0.15g/mL。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)本发明使用的铝基金属有机骨架比表面积大，骨架带正电荷，能与荧光增白剂-VBL分子形成强烈的静电作用。