專利名稱：一種有機廢水處理劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有機廢水處理劑的制備方法。
背景技術(shù)：
有機廢水主要有印染廢水、化工廢水、中藥廢水、石化廢水、焦化廢水等。這類有機 廢水的主要特點是，CODcr濃度高、同時廢水還含有硝基苯類、苯胺、酚類等各種不同的有害 物質(zhì)。因此這類有機廢水成分復(fù)雜，污染物濃度高、色度高、毒性大，難以生化降解，是一種 典型的含有高污染、難降解有機物的高濃度工業(yè)廢水。因此這類有機廢水的處理，一直是國 內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的難題。目前有機廢水的處理技術(shù)主要有生化法、高級氧化法和物理化 學(xué)法等三大類。但這三種方法各有自己的優(yōu)、缺點，探索新的、高效的有機廢水處理劑仍然 是廢水處理領(lǐng)域的一個攻關(guān)方向。近年來，水處理劑的開發(fā)，主要由低分子向高分子，單一型向混合型，單功能向多 功能方向發(fā)展。天然高分子絮凝劑是一類以天然高分子為原料制得的水處理藥劑。具有來 源廣、價格低廉、無毒、易降解等特點。環(huán)狀糊精Wyclodextrin，簡稱⑶)，有著巨大的空洞結(jié)構(gòu)，一般情況下是指由淀 粉在環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶(Cyclomaltodextrin Glucanotrnsferase，簡稱為CDTase)的作 用下所生成的、由六個以上的葡萄糖單位組成的環(huán)狀低聚糖。最常見的有α-CD，β-CD和 Y "CD,它們分別是由6個、7個或8個葡萄糖基單元以a -1，4-糖苷鍵聯(lián)結(jié)而成的，分子形 狀都是略呈錐形的圓環(huán)，呈閉合筒狀結(jié)構(gòu)，外部是親水性的表面，內(nèi)部則是個具有一定尺寸 的手性疏水管腔。環(huán)糊精最顯著的特點就是包合作用(主-客結(jié)構(gòu))。在環(huán)糊精包合物中， 化合物被包在環(huán)糊精的空腔中，通常將環(huán)糊精稱為主體，而把進入其空腔內(nèi)的化合物稱為 客體。但由于β-環(huán)糊精在水中的溶解度小，使其應(yīng)用受到限制。經(jīng)過改性后的環(huán)糊精高 分子保留了原有的疏水空腔和外側(cè)大量的羥基，可分別與有機分子和金屬離子形成主客體 包合物和絡(luò)合物，有利于和污染物接觸及沉降。眾多的關(guān)于環(huán)糊精吸附廢水中有機污染物的研究。例如，CN1238709A用聚異氰酸 酯、二鹵代烴、以及二鹵代烴乙?；鶡N為交聯(lián)劑制備的不溶性具有納米孔徑結(jié)構(gòu)的聚環(huán)糊 精，吸附廢水中含量較少的苯酚到PPb級或ppt級。但是此交聯(lián)反應(yīng)時間過長，因此需要尋 找合適的催化劑，加快反應(yīng)速率，縮短交聯(lián)反應(yīng)時間JP2005-125193提出了用六亞甲基二 異氰酸酯改性環(huán)糊精去除酚醛樹脂生產(chǎn)過程中排放的苯酚類化合物廢水。JP2006-83379 提供了一種用于毛細(xì)管柱連續(xù)運行的工業(yè)用球狀環(huán)糊精聚合物的制備方法，將環(huán)糊精和二 異氰酸酯反應(yīng)后的產(chǎn)物與多糖類羧酸鹽反應(yīng)后，再與鹵化堿土類金屬水溶液反應(yīng)，使得酚 類物質(zhì)快速在毛細(xì)管柱內(nèi)分離。上述的日本專利方法中使用的六亞甲基二異氰酸酯活性不 大，出現(xiàn)凝膠反應(yīng)的時間過長，因此可以尋找活性較高的異氰酸酯類試劑。通過對環(huán)糊精改 性方法的研究，該制備方法仍需要進一步的改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了改進現(xiàn)有有機廢水處理中存在的降解效率低、成本高、等不足 而提出的一種有機廢水處理劑的制備方法。本發(fā)明所提供的具體技術(shù)方案為一種有機廢水處理劑的制備方法，其具體步驟 如下A向反應(yīng)容器內(nèi)分別加入有機溶劑、催化劑，攪拌均勻后加入環(huán)糊精；B將二異氰酸酯溶于有機溶劑中，配制成二異氰酸酯溶液；C將步驟B中所配制的二異氰酸酯溶液逐滴加入步驟A中環(huán)糊精溶液內(nèi)，加熱進 行交聯(lián)聚合反應(yīng)；D 將步驟C得到的交聯(lián)聚合物用溶媒、洗滌、抽濾、真空干燥，制得交聯(lián)產(chǎn)物即有 機廢水處理劑。優(yōu)選步驟C中控制環(huán)糊精和二異氰酸酯的摩爾比為1 0. 3 20 ；步驟A中催化 劑的加入質(zhì)量為催化劑與環(huán)糊精和二異氰酸酯反應(yīng)原料總質(zhì)量比為1 50 500;步驟B中 有機溶劑與異氰酸酯的摩爾比是4 10 1 ；步驟A中有機溶劑使用量為溶解環(huán)糊精即可。上述步驟C中向環(huán)糊精溶液中加入二異氰酸酯溶液過程中，優(yōu)選二異氰酸酯溶液 的滴加速度為0. 5 2ml/min。優(yōu)選交聯(lián)聚合反應(yīng)的溫度為50 200°C，反應(yīng)時間為0. 3 36h。所述的有機溶劑為二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺或二甲基亞砜其中的一種； 所述的溶媒為三氯甲烷、二氯甲烷或四氯化碳其中的一種。合成的交聯(lián)環(huán)糊精如下圖所 示
權(quán)利要求
1.一種有機廢水處理劑的制備方法，其具體步驟如下A向反應(yīng)容器內(nèi)分別加入有機溶劑、催化劑，攪拌均勻后加入環(huán)糊精；B將二異氰酸酯溶于有機溶劑中，配制成二異氰酸酯溶液；C將步驟B中所配制的二異氰酸酯溶液逐滴加入步驟A中環(huán)糊精溶液內(nèi)，加熱進行交 聯(lián)聚合反應(yīng)；D 將步驟C得到的交聯(lián)聚合物用溶媒、洗滌、抽濾、真空干燥，制得交聯(lián)產(chǎn)物即有機廢 水處理劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟C中控制環(huán)糊精和二異氰酸酯的 摩爾比為1 0.3 20;步驟A中催化劑的加入質(zhì)量為催化劑與環(huán)糊精和二異氰酸酯反應(yīng) 原料總質(zhì)量比為1 50 500;步驟B中有機溶劑與異氰酸酯的摩爾比是4 10 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟C中向環(huán)糊精溶液中加入二異氰 酸酯溶液過程中，二異氰酸酯溶液的滴加速度為0. 5 2ml/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，交聯(lián)聚合反應(yīng)的溫度為50 200°C， 反應(yīng)時間為0. 3 36h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的有機溶劑為二甲基甲酰胺 (DMF)、二甲基乙酰胺或二甲基亞砜其中的一種；所述的溶媒為三氯甲烷、二氯甲烷或四氯 化碳其中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟A中催化劑是以錫和胺的摩爾比 為1 0.2 10的錫類催化劑和胺類催化劑的復(fù)配產(chǎn)物；其中錫類催化劑為二丁基氧化 錫、二丁基二月桂酸錫或2-乙基己酸亞錫中的一種，胺類催化劑為三乙基胺、三丁基胺、三 亞乙基二胺或苯基二丁胺中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述二異氰酸酯為4，4’_二苯基甲烷 二異氰酸酯、4，4’-苯二亞甲基二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯和2，4-甲苯二異氰酸酯、 六亞甲基二異氰酸酯、2，2，4_三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2，4，4_三甲基六亞甲基二異氰 酸酯、環(huán)乙烷-1，4-二異氰酸酯、亞二甲苯基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、環(huán)乙基甲 烷_4，4’ - 二異氰酸酯、1，3_ 二(環(huán)乙基)異氰酸酯或甲基環(huán)乙烷二異氰酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述環(huán)糊精至少為α-環(huán)糊精、β-環(huán) 糊精或Y-環(huán)糊精中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，尤其是有機廢水中芳烴類污染物所用處理劑的制備方法。發(fā)明采用了環(huán)糊精和二異氰酸酯在復(fù)合催化劑條件下生產(chǎn)交聯(lián)環(huán)糊精聚合材料的方法。發(fā)明中所用的環(huán)糊精和二異氰酸酯摩爾比例控制在1∶0.3～20，復(fù)合催化劑選擇胺類催化劑和錫類催化劑按照一定比例復(fù)配，反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度和二異氰酸酯滴加速度為0.5～2ml/min。生成的環(huán)糊精聚合物材料具有較好的處理有機廢水中芳烴類污染物的效果，可以將廢水中酚類的一次去除率達(dá)89％以上。
文檔編號C02F1/28GK102120782SQ201010600320
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者呂效平, 周玉青, 韓萍芳, 黃娟 申請人:南京工業(yè)大學(xué)