一種回收水中碳氟表面活性劑的新工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種回收水中碳氟表面活性劑的新工藝。該工藝首先合成或者選用一種鐵磁性微粒，然后在磁性材料表面包覆一層惰性物質(zhì)層，并通過嫁接的方式使其表面覆蓋大量可反應(yīng)基團(tuán)；然后將尾端具有可與反應(yīng)基團(tuán)的反應(yīng)的聚乙二醇和碳氟化合物加入，將聚氧乙烯基鏈和碳氟鏈鏈接到微粒的表面；將這種表面覆蓋有聚氧乙烯醚鏈和碳氟鏈的微粒，分散到含有碳氟表面活性劑的原水中；當(dāng)吸附達(dá)到飽和后，利用強(qiáng)磁場將微粒從水中提出，從而實現(xiàn)水中含氟表面活性劑的脫除，經(jīng)處理后的清水可以直接排放。該發(fā)明具有方法簡單可靠、能源消耗低、磁性微?？芍貜?fù)利用，可用于含氟聚合物生產(chǎn)中含氟表面活性劑的回收和氟表面活性劑廢水的處理。
【專利說明】
一種回收水中碳氟表面活性劑的新工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種回收水中碳氟表面活性劑的新工藝。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]氟碳的表面活性劑的氟碳鏈具有很強(qiáng)的疏水性，在極低用量條件下，就能夠高效降低水的表面張力，是最重要的特種表面活性劑。同時碳鏈中氫原子被氟原子替代，使氟碳表面活性劑具極強(qiáng)的化學(xué)和熱穩(wěn)定性、和獨(dú)特的疏油性。能夠用于其它表面活性劑難于使用的環(huán)境下如，高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化性的環(huán)境下，或者其它表面活性劑性能不足的使用條件下。如在乳液聚合合成氟碳高分子聚合物時，碳氟表面活性劑一種不太可替代的乳化劑。
[0004]但氟碳表面活性劑在合成時需要消耗大量的電能和復(fù)雜的生產(chǎn)裝置，所以氟碳表面活性劑的大多較為昂貴。因為其化學(xué)性質(zhì)異常穩(wěn)定，所以其使用后一旦排放到自然環(huán)境中其幾乎不能被生物降解。而大量研究表明以全氟辛酸為代表的氟碳表面活性劑是一種環(huán)境雌激素，如果為經(jīng)處理排放到自然界中可能嚴(yán)重威脅人們的健康。但利用乳液聚合生產(chǎn)氟碳聚合物時氟碳表面活性的又是無可取代的，因此如果能夠開發(fā)一種可靠的工藝能夠?qū)U水中的氟碳表面活性劑脫除并回收循環(huán)使用就具有很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]在2014-2015年日本Mitsuo Sawamoto等將含有碳氟鏈的聚合物單體與其他單體共聚并在聚合中引入了聚乙二醇長鏈，合成了一類表面被聚乙二醇鏈包覆，內(nèi)核具有大量碳氟鏈的星星狀聚合物納米材料。這種材料因具有大量聚乙二醇鏈而能夠很好的分散中水中，同時氟碳內(nèi)核可以吸附溶解在水中的氟碳的表面活性劑。通過將此中材料交聯(lián)得到一種凝膠，能夠高效地脫除廢水中氟碳表面活性劑使其在水中的參與量達(dá)到PPb級。但這種凝膠從水中分離以及氟碳表面活性劑的回收都很不成熟，無法使用工程實際。
[0006]基于此本發(fā)明在磁性的材料表面覆蓋層惰性包覆層，并在包覆層表面留下大量的可以反應(yīng)基團(tuán)，然后將氟碳鏈和聚乙二醇鏈嫁接在材料的表面，使這種材料不但能夠分散在水中，同時可以有效地吸附富集氟碳表面活性劑。當(dāng)材料吸附了大量表面活性劑后，利用磁場將材料從水中分離出來，經(jīng)洗脫后回收氟碳表面活性劑，并將材料從新活化循環(huán)使用。該發(fā)明具有良好的工程使用性，能夠高效地回收廢水中氟碳表面活性劑，不但節(jié)約了生產(chǎn)成本，液解決了氟碳表面活性劑的環(huán)境污染問題，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明正是針對以上技術(shù)問題，提供一種回收水中碳氟表面活性劑的新工藝。該工藝通過在鐵磁性微粒表面包覆惰性的包覆層，然后利用惰性層表面的可反應(yīng)基團(tuán)上鏈接能在水中分散的聚氧乙烯醚鏈和能夠與含氟表面活性劑作用的碳氟鏈。讓其在水中吸附富集含氟表面活性劑，然后再磁場作用下脫除吸附了表面活性劑的微粒，降低水中碳氟化合物的含量。同時利用適當(dāng)洗脫工藝使將碳氟表面活性劑洗脫，回收磁性納米顆粒，并將含氟表面活性劑濃縮回用。
[0009]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
一種回收水中碳氟表面活性劑的新工藝，該工藝首先需要合成或者選用一種鐵磁性微粒，然后在磁性材料表面包覆一層惰性物質(zhì)層，如二氧化硅、酚醛樹脂、脲醛樹脂等。并通過嫁接的方式是其表面覆蓋大量氨基、羥基、羧基等可反應(yīng)基團(tuán)。然后將尾端具有可與反應(yīng)基團(tuán)的反應(yīng)的聚乙二醇和碳氟化合物加入，將聚氧乙烯基鏈和碳氟鏈鏈接到微粒的表面。較這種表面覆蓋有聚氧乙烯醚鏈和碳氟鏈的微粒，分散到含有碳氟表面活性劑的原水中。當(dāng)吸附達(dá)到飽和后，利用強(qiáng)磁場將微粒從水中提出，從而實現(xiàn)水中含氟表面活性劑的脫除，經(jīng)處理后的清水可以直接排放。脫除后的微粒經(jīng)恰當(dāng)?shù)南礈旃に嚕瑵饪s含氟表面活性劑，并將鐵磁性微粒循環(huán)使用。
[0010]該工藝具體包括以下步驟:
1、在鐵磁性微粒表面包覆一層惰性介質(zhì)，然后利用介質(zhì)表面可以反應(yīng)的氨基、羧基、羥基、羰基(醛或酮)，然后將親水性的聚乙二醇鏈和親含氟表面活性劑的碳氟鏈，通過可反應(yīng)基團(tuán)鏈接到磁性微粒表面。
[0011]2、在5-90°C下將能夠富集水中碳氟表面活性劑的鐵磁性微粒，分散到含在1-1OOOppm的全氟辛酸，全氟己酸，全氟辛磺酸等碳氟表面活性劑的廢水中并形成lg/L —100g/L的分散液，然后利用功率I w/L —100 w/L，頻率為30Hz —100 MHz的超聲并充分?jǐn)嚢璧那闆r下，使鐵磁性微粒在水中分散均勻，并保持?jǐn)嚢?0-300 min；
3、然后在處理容器外壁外加強(qiáng)度為10Gs— 1000Gs的強(qiáng)磁場，并保持10-300 min，或至水中濁度小于〈3.0-5.0 NTU或者處理后的水無丁達(dá)爾現(xiàn)象為止，在保有磁場的情況下放出清水；
4、加入原水體積1%-20%的清水，或者乙醇/水溶液(體積比0.1-10)，并除去磁場，然后利用功率I w/L —100 w/L，頻率為30Hz —100 MHz的超聲并充分?jǐn)嚢璧那闆r下，使鐵磁性微粒重新在水中分散均勻，并保持?jǐn)嚢?0-300 min后，重新開啟磁場，放出含有高濃度碳氟表面活性劑溶液。然后可以重復(fù)步驟2-4。
[0012]其中能夠富集水中碳氟表面活性劑的鐵磁納米微粒，具有以下特征:
I)鐵磁性微粒:包括鐵磁金屬納米顆粒及鐵、鈷、鎳的微粒;鐵磁性復(fù)合金屬微粒，鐵-鈀合金微粒、鐵-鉑合金微粒，稀土合金微粒，和磁性金屬氧化物微粒及四氧化三鐵微粒。
[0013]2)鐵磁性微粒的粒徑lnm-2ym之間，比表面積為20-500 m2/g，其形貌可以為球形、棒狀、立方體、長方體、六棱柱、納米花等多種，磁性納米顆粒材料可以經(jīng)溶膠-凝膠法、共沉淀法、水熱法、溶劑熱、離子熱法等來何處，也可以利用球磨、砂磨和膠體磨等研磨技術(shù)將磁性顆粒粉碎得到超細(xì)的粉體。
[0014]3)利用溶膠凝膠法在鐵磁性微粒表面包覆厚度為l-2000nm的包覆層，包覆層優(yōu)選二氧化硅、酚醛樹脂、密胺樹脂、聚丙烯酸樹脂及其衍生物。在合成這些包覆層適合選用合適的前體、或者是嫁接的方法，使顆粒表面帶有氨基、羧基、羥基、羰基(醛或酮)等可反應(yīng)的基團(tuán)。
[0015]4)然后選有端基修飾的聚乙二醇優(yōu)選的分子量為(100-10000)，修飾基團(tuán)可以是酰氯、羧基、羥基、氯離子、氨基中與磁性材料表面修飾微粒發(fā)生化學(xué)鏈接的一種或者兩種。在鏈接聚乙二醇后加入與聚乙二醇具有相同端基的碳氟化合物，兩者間的摩爾比為0.1-10，其中碳氟化合物的鏈長為4-20個碳原子。反應(yīng)后得到的磁性微粒既可以與分散在水中又能夠吸附水中溶解的碳氟表面活性劑。
[0016]本發(fā)明的效果和益處是:
(一)、在鐵性材料表面包覆惰性材料，并鏈接能夠使其分散在水中的聚乙二醇鏈和能夠與含氟表面活性劑親和的碳氟鏈。這種材料才能在水中選擇性的吸附富集含氟的表面活性劑，然后在磁場作用下被分離出來。然后利用合適的洗滌劑將含氟表面活性劑從微粒表面洗脫得到濃縮的含氟表面活性劑溶液。利用蒸發(fā)濃縮或調(diào)節(jié)含氟表面活性的溶解度，是含氟表面活性劑從水中析出實現(xiàn)含氟表面活性劑的回收。同時利用該選擇性吸附富集方法可使原水中表面活性劑的量將到PPb級。
[0017](二)、該工藝簡單可靠、能源消耗低、磁性微粒可重復(fù)利用并可回收具有特殊性能的、高附加值的含氟表面活性劑，原水中含氟表面活性劑脫出率高等技術(shù)特點(diǎn)。
[0018](三)、可用于含氟聚合物生產(chǎn)中含氟表面活性劑的回收，和氟表面活性劑廢水的處理。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。
[0021]實施例1:利用改性四氧化三鐵回收廢水中的全氟辛酸
取27.8g的七水合硫酸亞鐵和39.9g硫酸亞鐵配制成50mL溶液，然后加入200mL氨水溶液(100mL28%的氨水和10mL去離子水)，并劇烈攪拌2h。然后將混合物轉(zhuǎn)移到燒杯中，并將燒杯放置到磁鐵上方，使磁性四氧化三鐵迅速沉淀到燒杯的底部，倒掉上部的水和雜質(zhì)，并利用去離子清洗2-3次得到高純度的四氧化三鐵納米微粒。將此四氧化三鐵納米微粒分散到20 mL乙醇和80mL氨水中，并加入5g正娃酸四乙酯反應(yīng)2h后加入0.5g氨丙基三甲氧基娃烷在反應(yīng)Ih后將材料利用磁場將材料回收。然后取2g包覆的磁性微粒加入20mL 二氯甲烷和2g吡啶的混合溶液中，并加入0.5g端位被氯取代的聚乙二醇4000，待反應(yīng)Ih后加入0.5全氟辛酰氯在反應(yīng)2h，利用磁場回收后該磁性材料。將該改性磁性納米微粒以0.5%的質(zhì)量比放入含有10ppm全氟辛酸的廢水中，劇烈攪拌15 min后將分散液放置到稀土磁鐵上方，30min后放出清水并利用液質(zhì)聯(lián)譜對水中殘余的全氟辛酸進(jìn)行分析，表面經(jīng)處理后的全氟辛酸含量約為1.5 P P m，然后在粉末中加入約5 O m L乙醇和水1: 3 (體積比)的混合溶液，劇烈攪拌15min，然后放出溶液，繼續(xù)加入污水實現(xiàn)材料的重復(fù)應(yīng)用，材料經(jīng)10次循環(huán)后處理后清水中全氟辛酸含量仍然效應(yīng)5ppm。
[0022]實施例2:利用改性磁鐵礦粉回收廢水中的全氟辛酸
取200g市售粒度在1000目以上的高純磁鐵礦粉，加50mL 28%氨水和10mL乙醇和400mL去離子水，利用機(jī)械攪拌劇烈攪拌充分，然后加入20g正硅酸四乙酯對鐵粉進(jìn)行改性，反應(yīng)2h后加入5g三乙氧基丙基氨基硅烷，使顆粒表面帶上氨基，然后利用磁場將此材料分離處理，然后取4 g包覆的磁鐵礦粉加入20mL二氯甲烷和2g吡啶的混合溶液中，并加入0.5g端位被氯取代的聚乙二醇6000，待反應(yīng)Ih后加入0.5全氟辛酰氯在反應(yīng)2h，利用磁場回收后該磁性材料。將該改性磁性納米微粒以0.5%的質(zhì)量比放入含有10ppm全氟辛酸的廢水中，劇烈攪拌15 min后將分散液放置到稀土磁鐵上方，30min后放出清水并利用液質(zhì)聯(lián)譜對水中殘余的全氟辛酸進(jìn)行分析，表面經(jīng)處理后的全氟辛酸含量約為2.2ppm，然后在粉末中加入約50mL乙醇和水1:3(體積比)的混合溶液，劇烈攪拌15min，然后放出溶液，繼續(xù)加入污水實現(xiàn)材料的重復(fù)應(yīng)用，材料經(jīng)10次循環(huán)后處理后清水中全氟辛酸含量仍然效應(yīng)5ppm。
[0023]實施例3:利用改性四氧化三鐵回收廢水中的全氟己酸
取27.8g的七水合硫酸亞鐵和39.9g硫酸亞鐵配制成50mL溶液，然后加入200mL氨水溶液(10mL 28%氨水和10mL去離子水)，并劇烈攪拌2h。然后將混合物轉(zhuǎn)移到燒杯中，并將燒杯放置到磁鐵上方，使磁性四氧化三鐵迅速沉淀到燒杯的底部，倒掉上部的水和雜質(zhì)，并利用去離子清洗2-3次得到高純度的四氧化三鐵納米微粒。將此四氧化三鐵納米微粒分散到20 mL乙醇和80mL氨水中，并加入5g正娃酸四乙酯反應(yīng)2h后加入0.5g氨丙基三甲氧基娃燒在反應(yīng)Ih后將材料利用磁場將材料回收。然后取2g包覆的磁性微粒加入20mL 二氯甲烷和2g吡啶的混合溶液中，并加入0.5g端位被氯取代的聚乙二醇6000，待反應(yīng)Ih后加入0.5全氟辛酰氯在反應(yīng)2h，利用磁場回收后該磁性材料。將該改性磁性納米微粒以0.5%的質(zhì)量比放入含有10ppm全氟己酸的廢水中，劇烈攪拌15 min后將分散液放置到稀土磁鐵上方，30min后放出清水并利用液質(zhì)聯(lián)譜對水中殘余的全氟辛酸進(jìn)行分析，表面經(jīng)處理后的全氟辛酸含量約為0.9ppm，然后在粉末中加入約5OmL乙醇和水1:3 (體積比)的混合溶液，劇烈攪拌15mi η，然后放出溶液，繼續(xù)加入污水實現(xiàn)材料的重復(fù)應(yīng)用，材料經(jīng)10次循環(huán)后處理后清水中全氟辛酸含量仍然效應(yīng)4 ppm。
[0024]實施例4:利用改性磁鐵礦粉回收廢水中的全氟己酸
取200g市售粒度在1000目以上的高純磁鐵礦粉，加50mL 28%氨水和10mL乙醇和400mL去離子水，利用機(jī)械攪拌劇烈攪拌充分，然后加入20g正硅酸四乙酯對鐵粉進(jìn)行改性，反應(yīng)2h后加入5g三乙氧基丙基氨基硅烷，使顆粒表面帶上氨基，然后利用磁場將此材料分離處理，然后取4 g包覆的磁鐵礦粉加入20mL二氯甲烷和2g吡啶的混合溶液中，并加入0.5g端位被氯取代的聚乙二醇4000，待反應(yīng)Ih后加入0.5全氟辛酰氯在反應(yīng)2h，利用磁場回收后該磁性材料。將該改性磁性納米微粒以0.5%的質(zhì)量比放入含有I OOppm全氟辛己酸的廢水中，劇烈攪拌15 min后將分散液放置到稀土磁鐵上方，30min后放出清水并利用液質(zhì)聯(lián)譜對水中殘余的全氟辛酸進(jìn)行分析，表面經(jīng)處理后的全氟辛酸含量約為1.6 ppm，然后在粉末中加入約50mL乙醇和水1:3(體積比)的混合溶液，劇烈攪拌15min，然后放出溶液，繼續(xù)加入污水實現(xiàn)材料的重復(fù)應(yīng)用，材料經(jīng)10次循環(huán)后處理后清水中全氟辛酸含量仍然效應(yīng)5ppm。
[0025]實施例5:利用改性磁鐵礦粉回收廢水中的全氟聚醚表面活性劑
取200g市售粒度在1000目以上的高純磁鐵礦粉，加50mL 28%氨水和10mL乙醇和400mL去離子水，利用機(jī)械攪拌劇烈攪拌充分，然后加入20g正硅酸四乙酯對鐵粉進(jìn)行改性，反應(yīng)2h后加入5g三乙氧基丙基氨基硅烷，使顆粒表面帶上氨基，然后利用磁場將此材料分離處理，然后取4 g包覆的磁鐵礦粉加入20mL二氯甲烷和2g吡啶的混合溶液中，并加入0.5g端位被氯取代的聚乙二醇6000，待反應(yīng)Ih后加入0.5全氟辛酰氯在反應(yīng)2h，利用磁場回收后該磁性材料。將該改性磁性納米微粒以0.5%的質(zhì)量比放入含有10ppm全氟聚醚的廢水中，劇烈攪拌15 min后將分散液放置到稀土磁鐵上方，30min后放出清水并利用液質(zhì)聯(lián)譜對水中殘余的全氟辛酸進(jìn)行分析，表面經(jīng)處理后的全氟聚醚含量約為3.2ppm，然后在粉末中加入約50mL乙醇和水1:3(體積比)的混合溶液，劇烈攪拌15min，然后放出溶液，繼續(xù)加入污水實現(xiàn)材料的重復(fù)應(yīng)用，材料經(jīng)10次循環(huán)后處理后清水中全氟聚醚含量仍然效應(yīng)8 ppm。
[0026]實施例6:利用改性四氧化三鐵回收廢水中的全氟磺酸
取27.8g的七水合硫酸亞鐵和39.9g硫酸亞鐵配制成50mL溶液，然后加入200mL氨水溶液(10mL 28%氨水和I OOmL去離子水，并劇烈攪拌2h。然后將混合物轉(zhuǎn)移到燒杯中，并將燒杯放置到磁鐵上方，使磁性四氧化三鐵迅速沉淀到燒杯的底部，倒掉上部的水和雜質(zhì)，并利用去離子清洗2-3次得到高純度的四氧化三鐵納米微粒。將此四氧化三鐵納米微粒分散到20 mL乙醇和80mL氨水中，并加入5g正娃酸四乙酯反應(yīng)2h后加入0.5g氨丙基三甲氧基娃燒在反應(yīng)Ih后將材料利用磁場將材料回收。然后取2g包覆的磁性微粒加入20mL 二氯甲烷和2g吡啶的混合溶液中，并加入0.5g端位被氯取代的聚乙二醇6000，待反應(yīng)Ih后加入0.5全氟辛酰氯在反應(yīng)2h，利用磁場回收后該磁性材料。將該改性磁性納米微粒以0.5%的質(zhì)量比放入含有10ppm全氟磺酸的廢水中，劇烈攪拌15 min后將分散液放置到稀土磁鐵上方，30min后放出清水并利用液質(zhì)聯(lián)譜對水中殘余的全氟磺酸進(jìn)行分析，表面經(jīng)處理后的全氟磺酸含量約為2.3ppm，然后在粉末中加入約50mL乙醇和水1:3(體積比)的混合溶液，劇烈攪拌15min，然后放出溶液，繼續(xù)加入污水實現(xiàn)材料的重復(fù)應(yīng)用，材料經(jīng)10次循環(huán)后處理后清水中全氟磺酸酸含量仍然效應(yīng)5 ppm。
[0027]實施例7:利用改性四氧化三鐵回收廢水中的全氟磺酸
取27.8g的七水合硫酸亞鐵和39.9g硫酸亞鐵配制成50mL溶液，然后加入200mL氨水溶液(10mL 28%的氨水和10mL去離子水，并劇烈攪拌2h。然后將混合物轉(zhuǎn)移到燒杯中，并將燒杯放置到磁鐵上方，使磁性四氧化三鐵迅速沉淀到燒杯的底部，倒掉上部的水和雜質(zhì)，并利用去離子清洗2-3次得到高純度的四氧化三鐵納米微粒。將此四氧化三鐵納米微粒分散到80 mL乙醇和20mL氨水中，并加入4g間苯二酸和2mL甲醛，反應(yīng)2h并加入0.5g端位被氯取代的聚乙二醇6000，待反應(yīng)Ih后加入0.5全氟辛胺在反應(yīng)2h，利用磁場回收后該磁性材料。將該改性磁性納米微粒以0.5%的質(zhì)量比放入含有10ppm全氟己酸的廢水中，劇烈攪拌15min后將分散液放置到稀土磁鐵上方，30min后放出清水并利用液質(zhì)聯(lián)譜對水中殘余的全氟磺酸酸進(jìn)行分析，表面經(jīng)處理后的全氟磺酸含量約為1.3ppm，然后在粉末中加入約50mL乙醇和水1:3(體積比)的混合溶液，劇烈攪拌15min，然后放出溶液，繼續(xù)加入污水實現(xiàn)材料的重復(fù)應(yīng)用，材料經(jīng)10次循環(huán)后處理后清水中全氟磺酸含量仍然效應(yīng)5ppm。
[0028]實施例8:利用改性四氧化三鐵回收廢水中的全氟辛酸
取27.8g的七水合硫酸亞鐵和39.9g硫酸亞鐵配制成50mL溶液，然后加入200mL氨水溶液(10mL 28%的氨水和10mL去離子水，并劇烈攪拌2h。然后將混合物轉(zhuǎn)移到燒杯中，并將燒杯放置到磁鐵上方，使磁性四氧化三鐵迅速沉淀到燒杯的底部，倒掉上部的水和雜質(zhì)，并利用去離子清洗2-3次得到高純度的四氧化三鐵納米微粒。將此四氧化三鐵納米微粒分散到80 mL乙醇和20mL氨水中，并加入4g三聚氰胺和2mL甲醛并加入，反應(yīng)2h并加入0.5g端位被氯取代的聚乙二醇6000，待反應(yīng)Ih后加入0.5全氟辛酰氯在反應(yīng)2h，利用磁場回收后該磁性材料。將該改性磁性納米微粒以0.5%的質(zhì)量比放入含有10ppm全氟辛酸的廢水中，劇烈攪拌15 min后將分散液放置到稀土磁鐵上方，30min后放出清水并利用液質(zhì)聯(lián)譜對水中殘余的全氟辛酸進(jìn)行分析，表面經(jīng)處理后的全氟辛酸含量約為0.9 ppm，然后在粉末中加入約50mL乙醇和水1:3(體積比)的混合溶液，劇烈攪拌15min，然后放出溶液，繼續(xù)加入污水實現(xiàn)材料的重復(fù)應(yīng)用，材料經(jīng)10次循環(huán)后處理后清水中全氟辛酸含量仍然效應(yīng)4 ppm。
[0029]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種回收水中碳氟表面活性劑的新工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)、在鐵磁性微粒表面包覆一層惰性介質(zhì)，其組成為二氧化硅、酚醛樹脂、密胺樹脂、聚丙烯酸樹脂及其衍生物中的一種，然后利用介質(zhì)表面可反應(yīng)的氨基、羧基、羥基、羰基、醛或酮，將親水性的聚乙二醇鏈和親含氟表面活性劑的碳氟鏈，通過可反應(yīng)基團(tuán)鏈接到磁性微粒表面； (2)、在5-90°C下將能富集水中碳氟表面活性劑的鐵磁性微粒，分散到含在1-1OOOppm的全氟辛酸，全氟己酸，全氟辛磺酸，全氟聚醚碳氟表面活性劑的廢水中并形成lg/L —100g/L的分散液，然后利用功率I w/L —100 w/L，頻率為30Hz —100 MHz的超聲并充分?jǐn)嚢璧那闆r下，使鐵磁性微粒在水中分散均勻，并保持?jǐn)嚢?0-300 min； (3)、在處理容器外壁外加強(qiáng)度為10Gs— 1000Gs的強(qiáng)磁場，并保持10-300 min，或至水中濁度小于〈3.0-5.0 NTU或者處理后的水無丁達(dá)爾現(xiàn)象為止，在保有磁場的情況下放出清水； (4)、加入廢水體積1%_20%的清水，或者乙醇與水溶液的體積比=0.1-10，并除去磁場，然后利用功率I w/L —100 w/L，頻率為30Hz —100 MHz的超聲并充分?jǐn)嚢璧那闆r下，使鐵磁性微粒重新在水中分散均勻，并保持?jǐn)嚢?0-300 min后，重新開啟磁場，放出含有高濃度碳氟表面活性劑溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述回收水中碳氟表面活性劑的新工藝，其特征在于:該工藝還包括重復(fù)步驟(2)-(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述回收水中碳氟表面活性劑的新工藝，其特征在于所述的鐵磁性微粒具有以下特征: 1)包括鐵磁金屬納米顆粒及鐵、鈷、鎳的微粒;鐵磁性復(fù)合金屬微粒，鐵-鈀合金微粒、鐵-鉑合金微粒，稀土合金微粒，和磁性金屬氧化物微粒及四氧化三鐵微粒； 2)鐵磁性微粒的粒徑lnm-2ym之間，比表面積為20-500m2/g，其形貌為球形、棒狀、立方體、長方體、六棱柱或納米花，磁性納米顆粒材料為經(jīng)溶膠-凝膠法、共沉淀法、水熱法、溶劑熱、離子熱法等方法合成，或利用球磨、砂磨和膠體磨技術(shù)將磁性顆粒粉碎得到超細(xì)的粉體； 3)利用溶膠凝膠法在鐵磁性微粒表面包覆厚度為l_2000nm的包覆層，包覆層優(yōu)選二氧化硅、酚醛樹脂、密胺樹脂、聚丙烯酸樹脂及其衍生物，在合成這些包覆層適合選用合適的前體、或者是嫁接的方法，使顆粒表面帶有氨基、羧基、羥基、羰基基團(tuán)； 4)然后選有端基修飾的聚乙二醇，修飾基團(tuán)為酰氯、羧基、羥基、氯離子、氨基中與磁性材料表面修飾微粒發(fā)生化學(xué)鏈接的任意一種或者兩種，并在鏈接聚乙二醇后鏈接具有相同鏈接基團(tuán)的碳氟化合物，其中聚乙二醇與碳氟化合物的摩爾比為0.1-10之間，其中碳氟化合物的碳鏈長度為4-20個碳原子，反應(yīng)后得到的磁性微粒既可以與分散在水中又能夠吸附水中溶解的碳氟表面活性劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述回收水中碳氟表面活性劑的新工藝，其特征在于步驟4)中記載的聚乙二醇的分子量為100-10000。
【文檔編號】C02F1/48GK106000355SQ201610413542
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】鄒偉, 李嘉, 顏杰, 陳炯, 楊虎, 楊益祥, 蘇桂萍, 朱勝蘭
【申請人】四川理工學(xué)院, 中昊晨光化工研究院有限公司