本發(fā)明專利涉及一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的制備、應(yīng)用及其對(duì)染料的回收方法，屬于化工產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

印染行業(yè)作為全球最大的化工行業(yè)之一，在帶來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也為農(nóng)作物灌溉和人類飲水帶來(lái)巨大污染，因此如何將印染廢水中的染料高效去除，一直是紡織工業(yè)面對(duì)的重要課題。由于染料具有高度穩(wěn)定性和難生物降解特性，傳統(tǒng)生物處理廠難以達(dá)到去除的高效性。

隨著研究深入，眾多染料處理新方法被報(bào)道。研究表明，采用非離子型表面活性劑參與構(gòu)建的微乳液體系能夠用于去除印染廢水中的陰離子或陽(yáng)離子型染料，例如甲基橙、結(jié)晶紫、羅丹明B等。此外，磁性材料在印染廢水的處理中也具有一定優(yōu)勢(shì)，利用磁性材料的磁特性，在外加磁場(chǎng)作用下可以將磁顆粒與有機(jī)物形成的混凝體迅速沉降下來(lái)，使得廢水得到一定處理。例如磁性膨潤(rùn)土、磁性四氧化三鐵顆粒、磁性樹脂以及殼聚糖磁性復(fù)合材料等均被發(fā)現(xiàn)對(duì)于印染廢水具有一定的處理效果。但磁性納米材料易于團(tuán)聚，在其制備、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中均存在一定問(wèn)題。

鑒于目前的處理方法在處理的高效性和簡(jiǎn)便性方面的缺陷，尋求更加高效、簡(jiǎn)便的印染廢水處理方法，且對(duì)廢棄染料進(jìn)行有效的富集回收仍是研究人員不斷努力的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的制備及其對(duì)廢棄染料的回收方法。

室溫離子液體是指在室溫及相鄰溫度下完全由離子組成的有機(jī)液體物質(zhì)。由于其具有諸多優(yōu)良特性，目前被用于替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑進(jìn)行印染行業(yè)有機(jī)染料的液-液萃取研究。近年來(lái)，由離子液體代替?zhèn)鹘y(tǒng)水相或油相構(gòu)建出的離子液體微乳液體系，因其能夠克服離子液體的高粘度缺陷，賦予其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、低揮發(fā)性及多種功能化特性而在食品、化妝品、生物科技及萃取等多個(gè)領(lǐng)域受到人們的青睞。其中，磁性化離子液體的發(fā)現(xiàn)在很大程度上拓寬了離子液體的應(yīng)用范圍，而由其參與構(gòu)建的磁性離子液體微乳液體系則開辟了一個(gè)嶄新的、具有應(yīng)用前景的新領(lǐng)域。以磁性化離子液體微極性相，以染料水溶液為非極性相，采用微乳化技術(shù)制備的磁性離子液體微乳液型萃取劑，能夠克服磁性材料易于團(tuán)聚及離子液體黏度大等缺點(diǎn)，提高萃取劑的萃取效率和循環(huán)使用效率，達(dá)到對(duì)廢棄染料的回收利用目的，從而具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑：以重量百分比計(jì)算，其組成包括磁性離子液體12% ~ 26%，染料水溶液3% ~ 15%，表面活性劑28% ~ 40%，助表面活性劑18% ~ 31%。

優(yōu)選地，所述磁性離子液體為苯甲基三辛基咪唑溴化三氯化鐵鹽（[N_888Bn][FeCl₃Br]）、三己基十四烷基磷四氯化鐵鹽（[P₆₆₆₁₄][FeCl₄]）、甲氧基苯甲基三辛基咪唑溴化三氯化鐵鹽（[N_888MBn][FeCl₃Br]）、1,3-雙（3-甲基咪唑）丙烷四氯化鐵鹽（[(MIM)₂C₃][FeCl₄]₂）中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，所述表面活性劑為聚氧乙烯月桂醚（Brij 30）、辛基苯基聚氧乙烯醚（TX-100）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB)、雙（2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸鈉（AOT）、烷基糖苷（APG）、1-十六烷基-3-甲基咪唑氯鹽（[C₁₆mim][Cl]）、1-十六烷基-3-甲基咪唑雙（2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸鈉（[C₁₆mim][AOT]）中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，所述助表面活性劑為乙醇、異丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，所述染料水溶液中的染料為結(jié)晶紫、孔雀綠、羅丹明B、亞甲基藍(lán)、鉻天青S以及偶氮氯膦Ⅲ的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，所述染料水溶液中染料的濃度為2 mg/L ~ 50 mg/L。

本發(fā)明所述的磁性離子液體微乳液型萃取劑的制備方法是先將表面活性劑和助表面活性劑在20^oC ~ 100 ^oC溫度條件下，以300 ~ 1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌5 ~ 20分鐘，得到澄清透明的混合物；再將得到澄清透明的混合物與染料水溶液在20^oC ~ 100 ^oC溫度條件下，以300 ~ 1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌5 ~ 20分鐘，制備成澄清透明的含染料水溶液混合物；最后在20^oC ~ 100 ^oC溫度條件下，向上述含染料水溶液的混合物中滴加磁性離子液體，以300 ~ 1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌20 ~ 40分鐘，得到透明均相的磁性離子液體微乳液。將體系置于離心機(jī)中以2000 ~ 4000轉(zhuǎn)/分鐘離心3 ~ 10分鐘，得到上層帶有染料的離子液體包水型微乳液，下層為無(wú)色的水相。

本發(fā)明所述的磁性離子液體微乳液型萃取劑在萃取印染廢水中的染料過(guò)程中，將染料分子增溶到微乳液的離子液體極性核中，由于極性核中的離子液體具有磁性，在萃取完成后，通過(guò)磁鐵可以將其中的離子液體與染料進(jìn)行快速分離，實(shí)現(xiàn)磁性離子液體的回收利用和染料分子的富集回收。

本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

（1）本發(fā)明利用具有磁性的離子液體參與構(gòu)建微乳液，提供了一種新型的磁性離子液體微乳液體系，有效克服磁性材料在印染廢水處理過(guò)程中易于團(tuán)聚及離子液體黏度大等缺點(diǎn)。

（2）本發(fā)明所制備的磁性離子液體微乳液型萃取劑能夠快速、高效處理印染廢水中的染料，對(duì)各種染料均可在3~10分鐘內(nèi)完成萃取，萃取后分相迅速，相界面清晰，無(wú)渾濁或第三相形成，顯著提高萃取劑的萃取效率和循環(huán)使用效率，有著傳統(tǒng)有機(jī)溶劑無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

（3）本發(fā)明所制備的磁性離子液體微乳液型萃取劑，由于其極性核中的離子液體具有磁性，能夠在萃取完成后，通過(guò)磁鐵將其中的離子液體與染料進(jìn)行快速分離，實(shí)現(xiàn)磁性離子液體的回收利用和染料分子的富集回收，從而具有廣闊的應(yīng)用前景。

（4）本發(fā)明所制備的磁性離子液體微乳液型萃取劑，制備方法簡(jiǎn)單，操作方便，易于控制，生產(chǎn)成本低。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的組分及其重量百分比：以重量百分比計(jì)算，其組成包括磁性離子液體苯甲基三辛基咪唑溴化三氯化鐵鹽（[N_888Bn][FeCl₃Br]）26%，結(jié)晶紫水溶液3%，其中結(jié)晶紫的濃度為2 mg/L，表面活性劑聚氧乙烯月桂醚（Brij 30）40%，助表面活性劑乙醇31%。

在20^oC溫度條件下，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，將表面活性劑和助表面活性劑攪拌20分鐘，得到澄清透明的混合物；在20^oC溫度條件下，加入染料水溶液，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，攪拌5分鐘，制備成澄清透明的含染料水溶液混合物；最后在20^oC溫度條件下，向上述含染料水溶液的混合物中滴加磁性離子液體，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌40分鐘，得到透明均相的磁性離子液體微乳液。將體系置于離心機(jī)中以4000轉(zhuǎn)/分鐘離心3分鐘，得到上層帶有染料的離子液體包水型微乳液，下層為無(wú)色的水相。

利用紫外-可見吸收光譜測(cè)定下層水相中染料的濃度，從而計(jì)算萃取效率。利用磁鐵將上層微乳液中的磁性離子液體進(jìn)行分離富集，稱重法計(jì)算磁性離子液體的分離效率。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去表面活性劑、助表面活性劑和水，回收富集染料，稱重法計(jì)算染料的回收效率。本萃取劑的萃取效率、對(duì)磁性離子液體的分離效率及染料的回收效率見表1。

實(shí)施例2

一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的組分及其重量百分比：以重量百分比計(jì)算，其組成包括磁性離子液體三己基十四烷基磷四氯化鐵鹽（[P₆₆₆₁₄][FeCl₄]）14%，孔雀綠水溶液15%，其中孔雀綠的濃度為10 mg/L，表面活性劑辛基苯基聚氧乙烯醚（TX-100）40%，助表面活性劑異丙醇31%。

在100^oC溫度條件下，以300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，將表面活性劑和助表面活性劑攪拌10分鐘，得到澄清透明的混合物；在100^oC溫度條件下，加入染料水溶液，以300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，攪拌10分鐘，制備成澄清透明的含染料水溶液混合物；最后在100^oC溫度條件下，向上述含染料水溶液的混合物中滴加磁性離子液體，以300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌30分鐘，得到透明均相的磁性離子液體微乳液。將體系置于離心機(jī)中以2000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，得到上層帶有染料的離子液體包水型微乳液，下層為無(wú)色的水相。

利用紫外-可見吸收光譜測(cè)定下層水相中染料的濃度，從而計(jì)算萃取效率。利用磁鐵將上層微乳液中的磁性離子液體進(jìn)行分離富集，稱重法計(jì)算磁性離子液體的分離效率。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去表面活性劑、助表面活性劑和水，回收富集染料，稱重法計(jì)算染料的回收效率。本萃取劑的萃取效率、對(duì)磁性離子液體的分離效率及染料的回收效率見表1。

實(shí)施例3

一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的組分及其重量百分比：以重量百分比計(jì)算，其組成包括磁性離子液體甲氧基苯甲基三辛基咪唑溴化三氯化鐵鹽（[N_888MBn][FeCl₃Br]）19%，羅丹明B水溶液15%，其中羅丹明B的濃度為24 mg/L，表面活性劑雙（2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸鈉（AOT）35%，助表面活性劑正丁醇31%。

在60^oC溫度條件下，以750轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，將表面活性劑和助表面活性劑攪拌5分鐘，得到澄清透明的混合物；在60^oC溫度條件下，加入染料水溶液，以750轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，攪拌5分鐘，制備成澄清透明的含染料水溶液混合物；最后在60^oC溫度條件下，向上述含染料水溶液的混合物中滴加磁性離子液體，以750轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌20分鐘，得到透明均相的磁性離子液體微乳液。將體系置于離心機(jī)中以3000轉(zhuǎn)/分鐘離心6分鐘，得到上層帶有染料的離子液體包水型微乳液，下層為無(wú)色的水相。

利用紫外-可見吸收光譜測(cè)定下層水相中染料的濃度，從而計(jì)算萃取效率。利用磁鐵將上層微乳液中的磁性離子液體進(jìn)行分離富集，稱重法計(jì)算磁性離子液體的分離效率。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去表面活性劑、助表面活性劑和水，回收富集染料，稱重法計(jì)算染料的回收效率。本萃取劑的萃取效率、對(duì)磁性離子液體的分離效率及染料的回收效率見表1。

實(shí)施例4

一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的組分及其重量百分比：以重量百分比計(jì)算，其組成包括磁性離子液體1,3-雙（3-甲基咪唑）丙烷四氯化鐵鹽（[(MIM)₂C₃][FeCl₄]₂）26%，亞甲基藍(lán)水溶液9%，其中亞甲基藍(lán)的濃度為30 mg/L，表面活性劑烷基糖苷（APG）40%，助表面活性劑正戊醇25%。

在20^oC溫度條件下，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，將表面活性劑和助表面活性劑攪拌20分鐘，得到澄清透明的混合物；在20^oC溫度條件下，加入染料水溶液，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，攪拌5分鐘，制備成澄清透明的含染料水溶液混合物；最后在20^oC溫度條件下，向上述含染料水溶液的混合物中滴加磁性離子液體，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌40分鐘，得到透明均相的磁性離子液體微乳液。將體系置于離心機(jī)中以4000轉(zhuǎn)/分鐘離心3分鐘，得到上層帶有染料的離子液體包水型微乳液，下層為無(wú)色的水相。

利用紫外-可見吸收光譜測(cè)定下層水相中染料的濃度，從而計(jì)算萃取效率。利用磁鐵將上層微乳液中的磁性離子液體進(jìn)行分離富集，稱重法計(jì)算磁性離子液體的分離效率。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去表面活性劑、助表面活性劑和水，回收富集染料，稱重法計(jì)算染料的回收效率。本萃取劑的萃取效率、對(duì)磁性離子液體的分離效率及染料的回收效率見表1。

實(shí)施例5

一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的組分及其重量百分比：以重量百分比計(jì)算，其組成包括磁性苯甲基三辛基咪唑溴化三氯化鐵鹽（[N_888Bn][FeCl₃Br]）13%、三己基十四烷基磷四氯化鐵鹽（[P₆₆₆₁₄][FeCl₄]）13%，鉻天青S水溶液16%，其中鉻天青S的濃度為50 mg/L，表面活性劑1-十六烷基-3-甲基咪唑氯鹽（[C₁₆mim][Cl]）40%，助表面活性劑正己醇18%。

在100^oC溫度條件下，以300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，將表面活性劑和助表面活性劑攪拌10分鐘，得到澄清透明的混合物；在100^oC溫度條件下，加入染料水溶液，以300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，攪拌10分鐘，制備成澄清透明的含染料水溶液混合物；最后在100^oC溫度條件下，向上述含染料水溶液的混合物中滴加磁性離子液體，以300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌30分鐘，得到透明均相的磁性離子液體微乳液。將體系置于離心機(jī)中以2000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，得到上層帶有染料的離子液體包水型微乳液，下層為無(wú)色的水相。

利用紫外-可見吸收光譜測(cè)定下層水相中染料的濃度，從而計(jì)算萃取效率。利用磁鐵將上層微乳液中的磁性離子液體進(jìn)行分離富集，稱重法計(jì)算磁性離子液體的分離效率。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去表面活性劑、助表面活性劑和水，回收富集染料，稱重法計(jì)算染料的回收效率。本萃取劑的萃取效率、對(duì)磁性離子液體的分離效率及染料的回收效率見表1。

實(shí)施例6

一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的組分及其重量百分比：以重量百分比計(jì)算，其組成包括磁性苯甲基三辛基咪唑溴化三氯化鐵鹽（[N_888Bn][FeCl₃Br]）13%、三己基十四烷基磷四氯化鐵鹽（[P₆₆₆₁₄][FeCl₄]）13%，偶氮氯膦Ⅲ水溶液16%，其中偶氮氯膦Ⅲ的濃度為50 mg/L，表面活性劑1-十六烷基-3-甲基咪唑氯鹽（[C₁₆mim][Cl]）40%，助表面活性劑正己醇18%。

在60^oC溫度條件下，以750轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，將表面活性劑和助表面活性劑攪拌5分鐘，得到澄清透明的混合物；在60^oC溫度條件下，加入染料水溶液，以750轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，攪拌5分鐘，制備成澄清透明的含染料水溶液混合物；最后在60^oC溫度條件下，向上述含染料水溶液的混合物中滴加磁性離子液體，以750轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌20分鐘，得到透明均相的磁性離子液體微乳液。將體系置于離心機(jī)中以3000轉(zhuǎn)/分鐘離心6分鐘，得到上層帶有染料的離子液體包水型微乳液，下層為無(wú)色的水相。

利用紫外-可見吸收光譜測(cè)定下層水相中染料的濃度，從而計(jì)算萃取效率。利用磁鐵將上層微乳液中的磁性離子液體進(jìn)行分離富集，稱重法計(jì)算磁性離子液體的分離效率。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去表面活性劑、助表面活性劑和水，回收富集染料，稱重法計(jì)算染料的回收效率。本萃取劑的萃取效率、對(duì)磁性離子液體的分離效率及染料的回收效率見表1。

實(shí)施例7

一種用于處理印染廢水的磁性離子液體微乳液型萃取劑的組分及其重量百分比：以重量百分比計(jì)算，其組成包括三己基十四烷基磷四氯化鐵鹽（[P₆₆₆₁₄][FeCl₄]）13%，甲氧基苯甲基三辛基咪唑溴化三氯化鐵鹽（[N_888MBn][FeCl₃Br]）13%，結(jié)晶紫水溶液1.5%，孔雀綠水溶液1.5%，其中結(jié)晶紫、孔雀綠的濃度均為5 mg/L，表面活性劑1-十六烷基-3-甲基咪唑雙（2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸鈉（[C₁₆mim][AOT]）40%，助表面活性劑正辛醇31%。

在20^oC溫度條件下，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，將表面活性劑和助表面活性劑攪拌20分鐘，得到澄清透明的混合物；在20^oC溫度條件下，加入染料水溶液，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，攪拌5分鐘，制備成澄清透明的含染料水溶液混合物；最后在20^oC溫度條件下，向上述含染料水溶液的混合物中滴加磁性離子液體，以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌40分鐘，得到透明均相的磁性離子液體微乳液。將體系置于離心機(jī)中以4000轉(zhuǎn)/分鐘離心3分鐘，得到上層帶有染料的離子液體包水型微乳液，下層為無(wú)色的水相。利用紫外-可見吸收光譜測(cè)定下層水相中染料的濃度，從而計(jì)算萃取效率。利用磁鐵將上層微乳液中的磁性離子液體進(jìn)行分離富集，稱重法計(jì)算磁性離子液體的分離效率。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去表面活性劑、助表面活性劑和水，回收富集染料，稱重法計(jì)算染料的回收效率。本萃取劑的萃取效率、對(duì)磁性離子液體的分離效率及染料的回收效率見表1。

表1 所得磁性離子液體微乳液型萃取劑的各項(xiàng)性能參數(shù)

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。