本发明涉及废水处理材料,具体涉及一种驱油破乳剂及其制备方法。
背景技术:
1、随着工业化的快速发展,污水废水排放也越发严重。而随着社会对环境保护的愈加重视,对水处理的要求也越来越高。焦化废水是一种典型的有毒难处理的工业有机废水,这种废水含有大量有毒有害物质,如酚、苯、氰化物、氨氮等,成分复杂且含量高,超标排放的焦化废水对环境造成极大的危害。
2、目前,水处理工艺主要采用物理吸附法、絮凝沉降法、活性污泥法等。但对于成分复杂的焦化废水而言,单一的处理方法很难使得焦化废水达到排放标准,因此需要开发处更多高效的处理剂用于对焦化废水深度处理。中国专利cn106495241b公开了一种焦化废水驱油破乳剂及其制备工艺与用途,该专利通过优化筛选获得了合适配方的驱油破乳剂,该驱油破乳剂用于处理焦化废水时经一步絮凝沉降后,能使焦化废水中油含量降低80%。但该破乳剂是用在处理后的废水中的,此时废水中的成分已减少且含量均已大幅度降低,该驱油破乳剂只是对处理后的废水进一步深度处理,然而焦化废水前期的处理才是最难的。目前仍欠缺针对焦化废水前期的驱油破乳的药剂或方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足之处,本发明创造性地提出了一种用于焦化废水的驱油破乳剂,焦化废水经驱油破乳后便于后续对水体中有机物絮凝沉降,能够大大提高焦化废水的处理效率。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种驱油破乳剂的制备方法,包括如下步骤:
4、s1:将碳纳米管超声分散在去离子水中形成分散液,与六水合三氯化铁、五水合硫酸铜混合搅拌10-60min,然后滴加5-20wt%氨水,调节ph至7~8,在90~100℃下搅拌反应2~10h,冷却后过滤,固体产物乙醇和水交替冲洗后烘干,然后在400~500℃下氮气气氛中煅烧1-4h,制得磁性碳纳米管;
5、s2:以末端双键的黄原酸酯为链转移剂,以aibn为引发剂,以丙烯酰胺为反应单体在氮气氛围下进行raft聚合,制得超支化聚合物;
6、s3:将磁性碳纳米管与氨基功能化离子液体混合备用,将超支化聚合物溶解在dmf中,在三乙胺催化下发生氨基-双键的迈克尔加成反应,得超支化接枝磁性碳纳米管;
7、s4:将超支化接枝磁性碳纳米管继续分散在dmf中,加入aibn,通入氮气除去体系中空气,加入烯丙基聚氧乙烯醚,升温至70℃搅拌反应12h,反应完成后在冰甲醇中析出固体,烘干后,即得。
8、进一步地,所述步骤s1中,六水合三氯化铁、五水合硫酸铜的用量按n(fe3+):n(cu2+)=2:1,其总和质量与碳纳米管的质量比为5~10:1。
9、进一步地,所述步骤s2中,所述末端双键的黄原酸酯的结构式为raft链转移剂、引发剂、反应单体的摩尔比为1:0.01:50~100。
10、进一步地,所述步骤s3中,所述氨基功能化离子液体选自1-胺丙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑溴盐中的一种。
11、进一步地,所述步骤s3中,磁性碳纳米管、氨基功能化离子液体、超支化接枝磁性碳纳米管的质量比为1:3:3~10。
12、进一步地,所述步骤s4中,烯丙基聚氧乙烯醚的分子量范围为300~600,其与超支化接枝磁性碳纳米管的质量比为0.5~1:1。
13、本发明进一步提供一种如上所述的制备方法制得的驱油破乳剂。
14、本发明首先以多壁碳纳米管(cnts)为载体,借助cnts丰富的孔隙结构,在其上原位沉积合成了铜掺杂的磁性纳米材料cufe2o4,该磁性纳米材料已被证明是一种相较于fe3o4具有更高的磁性稳定性的物质;将获得的磁性碳纳米管与氨基功能化离子液体混合,离子液体与cnts之间存在π-π相互作用,之后利用离子液体中的氨基与末端含双键的超支化聚合物进行迈克尔加成反应从而在磁性碳纳米管表面包覆一层有机聚合物,提高材料的亲水性,进而可有效提高碳纳米管在水体中的分散性,增大接触面积;最后利用活性自由基聚合的特点,继续在超支化聚合物外聚合烯丙基聚氧乙烯醚(apeg),形成以磁性碳纳米管为载体的多支链聚醚结构的驱油破乳剂。
15、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本申请制得的驱油破乳剂适用于焦化废水前期的驱油破乳处理,焦化废水成分复杂,含油量不大,但有机成分很多,本申请多支链结构的聚醚可以在水体中形成网捕作用,可使油水在乳化状态下快速聚集,快速分离,去油率可达到97%以上;同时,该破乳剂具备磁性,通过磁分离回收后可循环使用,在十次的破乳-回收-破乳的循环后,去油率仍能达到92%以上;添加量少且去油效果好,简化了焦化废水的处理工艺。
1.一种驱油破乳剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的驱油破乳剂的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,六水合三氯化铁、五水合硫酸铜的用量按n(fe3+):n(cu2+)=2:1,其总和质量与碳纳米管的质量比为5~10:1。
3.根据权利要求1所述的驱油破乳剂的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述末端双键的黄原酸酯的结构式为raft链转移剂、引发剂、反应单体的摩尔比为1:0.01:50~100。
4.根据权利要求1所述的驱油破乳剂的制备方法,其特征在于,所述步骤s3中,所述氨基功能化离子液体选自1-胺丙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑溴盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的驱油破乳剂的制备方法,其特征在于,所述步骤s3中,磁性碳纳米管、氨基功能化离子液体、超支化接枝磁性碳纳米管的质量比为1:3:3~10。
6.根据权利要求1所述的驱油破乳剂的制备方法,其特征在于,所述步骤s4中,烯丙基聚氧乙烯醚的分子量范围为300~600,其与超支化接枝磁性碳纳米管的质量比为0.5~1:1。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的制备方法制得的驱油破乳剂。
