活性染料染色代用鹽及染色廢水循環(huán)使用研究.pdf

1、活性染料染色需要加入大量的無機鹽(氯化鈉或硫酸鈉)促染，因此染色廢水中含有大量無機鹽。高含鹽量廢水的直接排放對生態(tài)環(huán)境的污染嚴(yán)重，廢水中鹽劑的去除難度較大，且處理成本高?？蒲泄ぷ髡咭恢痹谘芯窟@一棘手的問題。代用鹽是指活性染料染色過程取代氯化鈉和硫酸鈉的新型鹽劑，易于生態(tài)降解，對環(huán)境污染小。代用鹽種類繁多，目前研究最多的是羧酸鈉鹽，對其合理配制與使用缺少系統(tǒng)性研究。因此，本論文就羧酸鈉對活性染料促染機理及染色廢水的回用進行了研究。

2、　　本論文第一部分重點研究了羧酸鈉的促染機制。首先研究了不同羧酸鈉鹽的陰離子和陽離子的促染性能，并與硫酸鈉和氯化鈉進行了比較，其次研究了硫酸鈉和氯化鈉與不同羧酸鈉鹽的復(fù)配效果，最后研究了促染劑中陰離子的促染機制。結(jié)果表明：陽離子起主要的促染作用，但陰離子對促染也有一定的影響。甲酸根離子的促染效果優(yōu)于氯離子，硫酸根離子的促染效果略優(yōu)于草酸根離子；在陰離子數(shù)相同的情況下，鈉離子數(shù)越多，促染效果越好；相同質(zhì)量電解質(zhì)促染下，氯化鈉效果最佳。纖維

3、表面的Zeta電位測試結(jié)果進一步驗證了上述結(jié)論。無機鹽與有機鹽的復(fù)配可以減少無機鹽用量，但復(fù)配鹽的促染效果提升不明顯。通過一元羧酸鹽和二元羧酸鹽染色對比實驗，均發(fā)現(xiàn)鈉離子摩爾濃度相同的情況下，促染效果隨陰離子分子量的增加而增加。從染色效果和鹽用量綜合考慮，草酸鈉和甲酸鈉最適合替代傳統(tǒng)無機鹽作為促染劑。
　　本論文第二部分研究了羧酸鈉（草酸鈉和甲酸鈉）在活性染料染色中的應(yīng)用。首先研究了碳酸鈉在羧酸鹽促染中的作用，不同電解質(zhì)對染液最大

4、吸收波長和非離子表面活性劑濁點的影響，對不同電解質(zhì)促染的吸盡率曲線進行了比較，研究了不同染料用量時，染色溫度與草酸鈉用量間的關(guān)系。其次研究了電解質(zhì)對染色織物色牢度及色光的影響。最后研究了甲酸鈉促染下，活性紅3BS對棉織物的染色動力學(xué)和熱力學(xué)。結(jié)果表明：草酸鈉對活性染料的促染與無機鹽用法相同，需加碳酸鈉固色，且對織物的色牢度及色光沒有影響。甲酸鈉不影響染料的最大吸收波長，比硫酸鈉對非離子表面活性劑濁點的影響小。在吸盡率曲線比較中，甲酸鈉促

5、染的染料吸盡率略低于草酸鈉和硫酸鈉促染，而草酸鈉促染的染料吸盡率均略高于硫酸鈉促染，采用草酸鈉和甲酸鈉對染料的促染行為與硫酸鈉促染相似。染色動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：甲酸鈉促染的效果與硫酸鈉相當(dāng)。染色熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：在甲酸鈉或硫酸鈉的促染下活性染料對棉纖維的吸附均符合Freundlich吸附等溫線，吸附焓變分別為-9.9685kJ·mol-1和-7.100kJ·mol-1。
　　本論文第三部分研究了羧酸鈉（草酸鈉和甲酸鈉）對活性紅3BS染液

6、的光催化降解促進作用。主要研究了以載銀二氧化鈦為光催化劑的光化學(xué)反應(yīng)中，草酸鈉和甲酸鈉的最佳應(yīng)用條件。在最佳應(yīng)用條件下，對硫酸鈉系統(tǒng)、草酸鈉-硫酸鈉體系和甲酸鈉-硫酸鈉體系對活性紅3BS染液光催化降解動力學(xué)進行了研究。結(jié)果顯示：當(dāng)硫酸鈉與羧酸鈉的質(zhì)量濃度比例為2:1時，光催化效果最佳；pH值越低，光催化效果越高。在光催化降解條件相同時，硫酸鈉系統(tǒng)、草酸鈉-硫酸鈉體系和甲酸鈉-硫酸鈉體系對活性紅3BS染液光催化降解動力學(xué)，均為近似負一級反

7、應(yīng)的動力學(xué)關(guān)系。在染液初始濃度為200mg/L的條件下，三種體系的光催化反應(yīng)表觀速率常數(shù)分別為0.004min-1、0.087 min-1和0.479 min-1。草酸鈉或甲酸鈉的加入可以極大地提高光催化降解速率。
　　本論文第四部分在分析活性染料染色廢水成份的基礎(chǔ)上，研究了染色廢水脫色處理→深度凈化→pH調(diào)節(jié)→含鹽量測定→回用染色的鹽污染處理方式，并對其中脫色劑的篩選及光折射率法對活性染料染色廢水含鹽量測試進行了重點研究，最后探

8、索了活性染料染色廢水循環(huán)回用染色方法。結(jié)果顯示：爐灰具有良好的脫色效果，效果優(yōu)于草木灰、型煤灰。爐灰經(jīng)過堿改性后還可小幅提升對活性染料的脫色效果。氫氧化鈣對活性染料脫色具有廣譜性，脫色時間短，脫色率高，且處理后廢水中的活性染料被整體去除，基本無染料降解產(chǎn)物殘余。光折射率法適用于鹽含量測定：在單一鹽的溶液中，鹽度與鹽濃度間存在較好的線性關(guān)系；在混合鹽的溶液中，鹽度具有一定的加和性；染液的色度對鹽含量測定影響較小。在活性染料染色廢水循環(huán)回用

9、染色實驗中，染色廢水三次回用對染色效果無影響。該方法可重復(fù)使用促染鹽，為解決無機鹽對環(huán)境的鹽污染問題提供了參考。
　　活性染料染色需要加入大量的無機鹽(氯化鈉或硫酸鈉)促染，因此染色廢水中含有大量無機鹽。高含鹽量廢水的直接排放對生態(tài)環(huán)境的污染嚴(yán)重，廢水中鹽劑的去除難度較大，且處理成本高?？蒲泄ぷ髡咭恢痹谘芯窟@一棘手的問題。代用鹽是指活性染料染色過程取代氯化鈉和硫酸鈉的新型鹽劑，易于生態(tài)降解，對環(huán)境污染小。代用鹽種類繁多，目前研究最

10、多的是羧酸鈉鹽，對其合理配制與使用缺少系統(tǒng)性研究。因此，本論文就羧酸鈉對活性染料促染機理及染色廢水的回用進行了研究。
　　本論文第一部分重點研究了羧酸鈉的促染機制。首先研究了不同羧酸鈉鹽的陰離子和陽離子的促染性能，并與硫酸鈉和氯化鈉進行了比較，其次研究了硫酸鈉和氯化鈉與不同羧酸鈉鹽的復(fù)配效果，最后研究了促染劑中陰離子的促染機制。結(jié)果表明：陽離子起主要的促染作用，但陰離子對促染也有一定的影響。甲酸根離子的促染效果優(yōu)于氯離子，硫酸根離

11、子的促染效果略優(yōu)于草酸根離子；在陰離子數(shù)相同的情況下，鈉離子數(shù)越多，促染效果越好；相同質(zhì)量電解質(zhì)促染下，氯化鈉效果最佳。纖維表面的Zeta電位測試結(jié)果進一步驗證了上述結(jié)論。無機鹽與有機鹽的復(fù)配可以減少無機鹽用量，但復(fù)配鹽的促染效果提升不明顯。通過一元羧酸鹽和二元羧酸鹽染色對比實驗，均發(fā)現(xiàn)鈉離子摩爾濃度相同的情況下，促染效果隨陰離子分子量的增加而增加。從染色效果和鹽用量綜合考慮，草酸鈉和甲酸鈉最適合替代傳統(tǒng)無機鹽作為促染劑。
　　本

12、論文第二部分研究了羧酸鈉（草酸鈉和甲酸鈉）在活性染料染色中的應(yīng)用。首先研究了碳酸鈉在羧酸鹽促染中的作用，不同電解質(zhì)對染液最大吸收波長和非離子表面活性劑濁點的影響，對不同電解質(zhì)促染的吸盡率曲線進行了比較，研究了不同染料用量時，染色溫度與草酸鈉用量間的關(guān)系。其次研究了電解質(zhì)對染色織物色牢度及色光的影響。最后研究了甲酸鈉促染下，活性紅3BS對棉織物的染色動力學(xué)和熱力學(xué)。結(jié)果表明：草酸鈉對活性染料的促染與無機鹽用法相同，需加碳酸鈉固色，且對織物

13、的色牢度及色光沒有影響。甲酸鈉不影響染料的最大吸收波長，比硫酸鈉對非離子表面活性劑濁點的影響小。在吸盡率曲線比較中，甲酸鈉促染的染料吸盡率略低于草酸鈉和硫酸鈉促染，而草酸鈉促染的染料吸盡率均略高于硫酸鈉促染，采用草酸鈉和甲酸鈉對染料的促染行為與硫酸鈉促染相似。染色動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：甲酸鈉促染的效果與硫酸鈉相當(dāng)。染色熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：在甲酸鈉或硫酸鈉的促染下活性染料對棉纖維的吸附均符合Freundlich吸附等溫線，吸附焓變分別為-9.968

14、5kJ·mol-1和-7.100kJ·mol-1。
　　本論文第三部分研究了羧酸鈉（草酸鈉和甲酸鈉）對活性紅3BS染液的光催化降解促進作用。主要研究了以載銀二氧化鈦為光催化劑的光化學(xué)反應(yīng)中，草酸鈉和甲酸鈉的最佳應(yīng)用條件。在最佳應(yīng)用條件下，對硫酸鈉系統(tǒng)、草酸鈉-硫酸鈉體系和甲酸鈉-硫酸鈉體系對活性紅3BS染液光催化降解動力學(xué)進行了研究。結(jié)果顯示：當(dāng)硫酸鈉與羧酸鈉的質(zhì)量濃度比例為2:1時，光催化效果最佳；pH值越低，光催化效果越高。在

15、光催化降解條件相同時，硫酸鈉系統(tǒng)、草酸鈉-硫酸鈉體系和甲酸鈉-硫酸鈉體系對活性紅3BS染液光催化降解動力學(xué)，均為近似負一級反應(yīng)的動力學(xué)關(guān)系。在染液初始濃度為200mg/L的條件下，三種體系的光催化反應(yīng)表觀速率常數(shù)分別為0.004min-1、0.087 min-1和0.479 min-1。草酸鈉或甲酸鈉的加入可以極大地提高光催化降解速率。
　　本論文第四部分在分析活性染料染色廢水成份的基礎(chǔ)上，研究了染色廢水脫色處理→深度凈化→pH調(diào)

16、節(jié)→含鹽量測定→回用染色的鹽污染處理方式，并對其中脫色劑的篩選及光折射率法對活性染料染色廢水含鹽量測試進行了重點研究，最后探索了活性染料染色廢水循環(huán)回用染色方法。結(jié)果顯示：爐灰具有良好的脫色效果，效果優(yōu)于草木灰、型煤灰。爐灰經(jīng)過堿改性后還可小幅提升對活性染料的脫色效果。氫氧化鈣對活性染料脫色具有廣譜性，脫色時間短，脫色率高，且處理后廢水中的活性染料被整體去除，基本無染料降解產(chǎn)物殘余。光折射率法適用于鹽含量測定：在單一鹽的溶液中，鹽度與鹽