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目前,制革废水的絮凝剂仍以无机絮凝剂为主,以天然高分子物质改性制备絮凝剂的研究并不多。本文以棉纤维为原料,经过改性制备了一种阴离子交换纤维,研究了其对制革废水中主要成分的吸附性能、以及对制革综合废水的絮凝性能。旨在为废弃纤维素及农副产品,在废水处理中的应用提供理论基础和可行性途径,达到以废治废的目的。
利用环氧氯丙烷和尿素制备了一种反应中间体(3-氯-2-羟丙基脲),研究了反应温度、反应时间、环氧氯丙烷与尿素的用量比、氢氧化钠的用量对中间体制备中氯离子的生成率和产物环氧值的影响,并通过正交试验优化工艺条件。结果表明:当温度为75℃,反应时间为135 min,V[w(尿素)=50﹪]/V(环氧氯丙烷)=1.70,0.05 mol/L的NaOH的用量为16 mL时,所得中间体的环氧值和氯离子生成率比较小,产物以3-氯-2-羟丙基脲为主。
将棉纤维进行碱化、老化处理所得到的碱纤维,再与中间体3-氯-2-羟丙基脲反应制得阴离子交换纤维(3-脲基-2-羟基丙基纤维素)。研究了碱纤维的老化时间对抗碱能力的影响,确定了碱纤维的老化时间;研究了氢氧化钠的用量、中间体与纤维素的质量比、反应温度和反应时间对产物质量和产物交换容量的影响,并用红外光谱对产物的结构进行了表征。结果表明:棉纤维的老化时间为1 O h,3.脲基.2.羟基丙基纤维素的制备工艺条件以温度60℃,m(3-氯-2-羟丙基脲)/m(纤维素)=5,反应时间3.5~4h,氢氧化钠的浓度以1mol/L为宜。
采用阴离子交换纤维(3-脲基-2-羟基丙基纤维素)对铬(Ⅵ)、直接染料和酸性染料的静态、动态吸附和解吸性能进行了研究。结果表明,此阴离子交换纤维对铬(Ⅵ)的吸附符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程,吸附是一个自发进行的吸热过程,铬(Ⅵ)易被此离子交换纤维吸附,吸附具有较高的推动力;对直接耐晒黑染料的吸附曲线符合Langmuir等温吸附方程;对酸性染料的吸附符合BET多层等温吸附方程。对直接耐晒黑染料和酸性染料的吸附反应以液膜扩散为主,反应动力学符合Dunwald.Wagnent液膜扩散公式。三种物质的动态吸附都表明随着流速的增加,穿透时间缩短,处理水量减少;用一定浓度的NaOH溶液进行上柱解吸,解吸率大,解吸速度快。采用3-脲基-2-羟基丙基纤维素处理制革废水,结果表明色度去除率为98.33﹪,悬浮物去除率为97.81﹪,总铬含量去除率为99.77﹪,COD<,Cr>去除率为35.71﹪。