離子液體功能化硅膠在去除廢水中酚類污染物中的應用
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)廢水的處理技術(shù)領域，具體涉及一種離子液體功能化硅膠在去除廢水中酚類污染物中的應用。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)廢水和各種污染水體中的難去除、毒性大的污染物對水體環(huán)境的影響極大，這些污染物不僅成分復雜、含量波動大且可生化性差，因此，其污染的防治已成為環(huán)境學科領域研究的熱點和難點。酚類化合物是水環(huán)境中的一種主要有機污染物，作為原生質(zhì)毒物，它對人類和其它生物均具有毒性作用，不僅能使蛋白質(zhì)凝固，長期飲用被酚類污染物污染的水可引起慢性積累性中毒。因此，對于含酚類廢水的凈化處理具有重要意義。而發(fā)展高效、快速且經(jīng)濟去除水體酚類污染物質(zhì)的新技術(shù)則成為關(guān)鍵。
[0003]離子液體是由有機陽離子和有機(或無機)陰離子組成的一類物質(zhì)，特殊的組成結(jié)構(gòu)形成了其獨特的物理化學性質(zhì)，如熔點低、幾乎無蒸汽壓、溶解能力強和電化學窗口寬等，因而在材料科學、環(huán)境科學和分離催化等領域的應用日益廣闊。但是，水溶性能好的離子液體在水相直接使用時，需要繁瑣的液-液分離過程，同時容易造成離子液體在水體中的溶解損失，引起水體的二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為提高離子液體的實用性和減少其在水相的溶解流失而提供了一種離子液體功能化硅膠在去除廢水中酚類污染物中的應用，其中離子液體功能化硅膠是以乙烯基三乙氧基硅烷化的硅膠為載體，1-乙烯基-3- 丁基咪唑溴鹽離子液體為原料，在甲醇溶劑中采用熱引發(fā)制備而得的，該離子液體功能化硅膠在水溶液中選擇性吸附性能優(yōu)良且吸附量高，能夠較好地用于酚類物質(zhì)污染廢水的處理及凈化。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，離子液體功能化硅膠在去除廢水中酚類污染物中的應用，其特征在于具體步驟為:將離子液體功能化硅膠加入到酚類污染物廢水中于室溫靜置Ih實現(xiàn)對廢水中酚類污染物的吸附，然后將吸附使用后的離子液體功能化硅膠分離，在分離后的離子液體功能化硅膠中加入甲醇/水/乙酸混合溶液，其中甲醇/水/乙酸混合溶液中甲醇、水和乙酸的體積比為60:40:0.1，然后于室溫靜置浸泡Ih,清液分離，重復浸泡3次，清洗干燥后得到再生的離子液體功能化硅膠重復用于廢水中酚類污染物的吸附，該離子液體功能化硅膠是以乙烯基三乙氧基硅烷化的硅膠和1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽離子液體為原料，以甲醇為溶劑，在交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈的作用下熱引發(fā)制備而成的。
[0006]進一步限定，所述的廢水中酚類污染物為2，4- 二氯苯酚、3-硝基苯酚、2-萘酚或
2,4- 二硝基苯酸。
[0007]進一步限定，所述的廢水中酚類污染物的摩爾濃度為0.3-10mmol/L，處理2mL廢水對應離子液體功能化硅膠的質(zhì)量為20mg。
[0008]進一步限定，所述的離子液體功能化硅膠的具體制備過程為:以50mL甲醇為溶劑，將0.4g乙烯基三乙氧基硅烷化的硅膠與0.46mg 1-乙烯基-3- 丁基咪唑溴鹽離子液體于室溫預聚合4h，然后加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈于50-70°C熱引發(fā)聚合20-24h，其中1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽離子液體、乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈的摩爾比為1-4:5-15:0.03-0.06，得到的產(chǎn)物用甲醇/乙酸混合溶液索氏提取48-50h，其中甲醇/乙酸混合溶液中甲醇與乙酸的體積比為9:1，再用甲醇清洗后于60°C真空干燥得到離子液體功能化硅膠。
[0009]本發(fā)明制得的離子液體功能化硅膠粒徑均勻，機械性能優(yōu)良，對工業(yè)廢水中的酚類污染物吸附效率較高，吸附容量大且易于再生循環(huán)使用，能夠較好地用于酚類物質(zhì)污染廢水的處理及凈化。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明中離子液體功能化硅膠的合成路線示意圖。
【具體實施方式】
[0011]以下通過實施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0012]實施例1
以50mL甲醇為溶劑，將0.4g乙烯基三乙氧基硅烷化的硅膠與0.46mg 1-乙烯基_3_丁基咪唑溴鹽離子液體于室溫預聚合4h，然后加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，其中1-乙烯基-3- 丁基咪唑溴鹽離子液體、交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈的摩爾比為3:10:0.05，于50°C熱引發(fā)聚合24h得到的產(chǎn)物用甲醇/乙酸(V/V=9:1)混合溶液索氏提取48h，再用甲醇清洗后于60°C真空干燥得到離子液體功能化娃膠。
[0013]實施例2
以50mL甲醇為溶劑，將0.4g乙烯基三乙氧基硅烷化的硅膠與0.46mg 1-乙烯基_3_丁基咪唑溴鹽離子液體于室溫預聚合4h，然后加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，其中1-乙烯基-3- 丁基咪唑溴鹽離子液體、交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈的摩爾比為1:5:0.03，于60°C熱引發(fā)聚合20h得到的產(chǎn)物用甲醇/乙酸(V/V=9:1)混合溶液索氏提取50h，再用甲醇清洗后于60°C真空干燥得到離子液體功能化娃膠。
[0014]實施例3
以50mL甲醇為溶劑，將0.4g乙烯基三乙氧基硅烷化的硅膠與0.46mg 1-乙烯基_3_丁基咪唑溴鹽離子液體于室溫預聚合4h，然后加入交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，其中1-乙烯基-3- 丁基咪唑溴鹽離子液體、交聯(lián)劑乙二醇二甲基丙烯酸酯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈的摩爾比為4:15:0.06，于70°C熱引發(fā)聚合24h得到的產(chǎn)物用甲醇/乙酸(V/V=9:1)混合溶液索氏提取48h，再用甲醇清洗后于60°C真空干燥得到離子液體功能化娃膠。
[0015]實施例4
在2mL摩爾濃度為0.3mmol/L (48.9mg/L)的2，4- 二氯苯酸水溶液中加入20mg離子液體功能化硅膠，于室溫靜置lh，對2，4- 二氯苯酚的吸附效率為87% ;將吸附使用過的離子液體功能化硅膠分離，向分離后的離子液體功能化硅膠中加入2mL甲醇/水/乙酸(V/V/V=60:40:0.1)的混合溶液，室溫靜置浸泡lh，清液分離，重復浸泡3次，清洗干燥后得到再生的離子液體功能化硅膠，其對2，4- 二氯苯酚水溶液的吸附效率無明顯變化。
[0016]實施例5
在2mL摩爾濃度為2mmol/L (326mg/L)的2，4- 二氯苯酚水溶液中加入20mg離子液體功能化硅膠，于室溫靜置lh，對2，4- 二氯苯酚的吸附效率為88% ;將吸附使用過的離子液體功能化硅膠分離，向分離后的離子液體功能化硅膠中加入2mL甲醇/水/乙酸(V/V/V=60:40:0.1)的混合溶液，室溫靜置浸泡lh，清液分離，重復浸泡3次，清洗干燥后得到再生的離子液體功能化硅膠，其對2，4- 二氯苯酚水溶液的吸附效率無明顯變化。
[0017]實施例6
在2mL摩爾濃度為3mmol/L (489mg/L)的2，4- 二氯苯酚水溶液中加入20mg離子液體功能化硅膠，于室溫靜置lh，對2，4- 二氯苯酚的吸附效率為81% ;將吸附使用過的離子液體功能化硅膠分離，向分離后的離子液體功能化硅膠中加入2mL甲醇/水/乙酸(V/V/V=60:40:0.1)的混合溶液，室溫靜置浸泡lh，清液分離，重復浸泡3次，清洗干燥后得到再生的離子液體功能化硅膠，其對2，4- 二氯苯酚水溶液的吸附效率無明顯變化。
[0018]實施例7
在2mL摩爾濃度為5mmol/L (815mg/L)的2，4- 二氯苯酸水溶液中加入20mg離子液體功能化硅膠，于室溫靜置lh，對2，4- 二氯苯酚的吸附效率為78% ;將吸附使用過的離子液體功能化硅膠分離，向分離后的離子液體功能化硅膠中加入2mL甲醇/水/乙酸(V/V/V=60:40:0.1)的混合溶液，室溫靜置浸泡lh，清液分離，重復浸泡3次，清洗干燥后得到再生的離子液體功能化硅膠，其對2，4- 二氯苯酚水溶液的吸附效率無明顯變化。
[0019]實施例8
在2mL摩爾濃度為7mmol/L (1141mg/L)的2，4- 二氯苯酚水溶液中加入20mg離子液體功能化硅