D301樹脂對三原色派拉丁染料的吸附

聶素雙，符榮榮，王柏華

(1.北京服裝學院 材料科學與工程學院，北京 100029;

2.北京服裝學院 服裝材料研究開發與評價北京市重點實驗室，北京 100029)

D301樹脂對三原色派拉丁染料的吸附

聶素雙1，2，符榮榮1，王柏華1，2

(1.北京服裝學院 材料科學與工程學院，北京 100029;

2.北京服裝學院 服裝材料研究開發與評價北京市重點實驗室，北京 100029)

采用D301樹脂對經絮凝工藝處理后的三種模擬派拉丁印染廢水中的三原色染料進行吸附。實驗結果表明:在D301樹脂的粒徑為425～600 μm、模擬印染廢水pH為2、反應溫度為30℃、D301樹脂加入量為3 g/L、派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR和派拉丁黃GR三種模擬印染廢水的初始質量濃度分別為207.98，315.00，67.35 mg/L的條件下，三種派拉丁染料的去除率分別為88.99%，93.24%，94.96%。

D301樹脂;派拉丁染料;三原色;印染廢水;吸附;廢水處理

目前對于印染行業所產生的印染廢水的治理引起了人們越來越多的關注。印染廢水成分復雜，色度高，治理難度大，需開發適用性較廣的吸附劑并與其他技術相結合進行治理［1－2］。采用大孔樹脂吸附法處理各種有機廢水日益受到人們的重視。目前已有一些關于大孔樹脂吸附工業廢水中的苯酚［3］、染料中間體［4］、藥物［5］等的研究，但其在印染廢水處理方面的研究和應用較少［6］。D301樹脂是在大孔結構的苯乙烯－二乙烯苯共聚體上主要帶有叔胺基的陰離子交換樹脂，其堿性較弱，能在酸性及近中性介質中有效地交換無機酸及硅酸根［7］。紅、黃、藍作為染料的三原色，在毛紡廠的印染廢水中大量存在。

本工作研究了D301樹脂對經絮凝工藝處理后的三種模擬派拉丁印染廢水中三原色染料的吸附行為，為毛紡廠印染廢水的治理提供了理論依據。

1 實驗部分

實驗用試劑均為分析純。

D301樹脂:粒徑425～600 μm。

分別將一定量的派拉丁粉紅 BN、派拉丁藍RR、派拉丁黃GR染料加入去離子水中，配制成三種模擬印染廢水，經絮凝工藝處理后備用。

恒溫振蕩水浴鍋:江蘇靖江市新旺染整設備廠;722型可見光分光光度計:上海光學儀器五廠;PHB－5型便攜式pH計:上海偉業儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 D301 樹脂的預處理

將D301樹脂用1.0 mol/L的鹽酸浸泡24 h，洗至中性。再用1.0 mol/L的氫氧化鈉溶液浸泡24 h，洗至中性。用乙醇浸泡4 h，使其充分溶脹并且去除有機雜質。水洗后抽濾，濾餅于60℃在干燥箱中烘干，備用。

宏觀因子反映經濟指標影響。通過文獻、評價標準及相關規劃研讀借鑒，初步選取11個因子項，包括行政區面積、戶籍人口、常住人口、常住人口密度、戶均人口密度、GDP、居民平均工資、固定資產投資、人均GDP、房屋竣工面積和各區房價等；然后運用SPSS相關性分析方法，對11個宏觀因子進行篩選。即以2013年廣州市11個區統計數據為基礎（表2），分別計算綠色建筑數量和11個宏觀因子之間的相關系數r值，r絕對值越高，表示兩變量之間的相關關系越大。由分析結果可知（表3、圖2），行政區面積、固定資產投資和房屋竣工面積3個因子對綠色建筑分布潛力影響較大，因此選取這3個指標納入宏觀經濟評價因子。

1.2.2 吸附實驗

分別向50 mL一定濃度經絮凝工藝處理后的三種模擬印染廢水中加入一定量的D301樹脂，在一定溫度下振蕩反應4 h，取上清液進行分析。

1.2.3 脫附實驗

在最佳吸附實驗條件下進行靜態吸附后，將D301樹脂從模擬印染廢水中取出，加入50 mL一定濃度的鹽酸進行脫附。

1.3 分析方法

采用可見光分光光度計分別在派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR、派拉丁黃GR染料的最大吸收波長(514，592，400 nm)處測定其吸光度，計算染料去除率。

2 結果與討論

2.1 D301樹脂的粒徑對派拉丁染料去除率的影響

在反應溫度為30℃、模擬印染廢水pH為2、D301樹脂加入量為2 g/L、派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR、派拉丁黃GR三種模擬印染廢水的初始質量濃度分別為 232.92，297.60，69.14 mg/L 的條件下，D301樹脂的粒徑對派拉丁染料去除率的影響見表1。由表1可見，隨D301樹脂粒徑的增加，派拉丁三原色染料的去除率略有降低。這是由于吸附劑粒徑越小，比表面積越大，從而增加了吸附劑與染料分子間的碰撞幾率，提高了吸附能力［8］。但為了減少實驗工序，降低成本，實驗用D301樹脂的粒徑確定為425～600 μm。

表1 D301樹脂的粒徑對派拉丁染料去除率的影響

2.2 模擬印染廢水 pH對派拉丁染料去除率的影響

在反應溫度為30℃、D301樹脂的粒徑為425～600 μm、D301樹脂加入量為2 g/L、派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR、派拉丁黃GR三種模擬印染廢水初始質量濃度分別為 207.94，298.51，48.01 mg/L的條件下，模擬印染廢水pH對派拉丁染料去除率的影響見圖1。由圖1可見，隨模擬印染廢水pH的增大，派拉丁染料去除率逐漸降低。這是由于D301樹脂為弱堿型陰離子交換樹脂，在pH較低的條件下有利于D301樹脂的解離，染料在水溶液中以陰離子形式存在，染料中的磺酸基與離子化的氨基以離子鍵結合，使廢水中染料被吸附;隨著pH增大，H+濃度降低，削弱了樹脂的解離，使染料的去除率降低。由于毛類紡織品通常在酸性條件下染色，因此三種印染廢水的初始pH均為2，可無需再調節廢水pH。

2.3 模擬印染廢水初始質量濃度對派拉丁染料去除率的影響

在反應溫度為30℃、模擬印染廢水pH為2、D301樹脂的粒徑為425～600 μm、D301樹脂加入量為2 g/L的條件下，經絮凝工藝處理后，派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR、派拉丁黃GR三種模擬印染廢水的初始質量濃度分別為207.98，315.00，67.35 mg/L。將三種模擬印染廢水分別稀釋2倍和5倍后，考察模擬印染廢水初始質量濃度對派拉丁染料去除率的影響，實驗結果見圖2。由圖2可見:隨派拉丁染料初始質量濃度的增加，染料的去除率略有降低;D301樹脂對未經稀釋的派拉丁黃GR模擬印染廢水的去除率仍較高;對未經稀釋的派拉丁粉紅BN和派拉丁藍RR模擬印染廢水的去除率略低于稀釋后的去除率。由此可見，D301樹脂可用于直接處理絮凝后的模擬印染廢水，效果仍較好。

2.4 反應溫度對派拉丁染料去除率的影響

在模擬印染廢水pH為2、D301樹脂的粒徑為425～600 μm、D301樹脂加入量為2 g/L、派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR、派拉丁黃GR三種模擬印染廢水 的 初 始 質 量 濃 度 分 別 為 216.42，331.10，69.84 mg/L的條件下，反應溫度對派拉丁染料去除率的影響見圖3。由圖3可見，隨反應溫度的升高，染料去除率逐漸增加。這是由于D301樹脂對派拉丁染料的吸附是吸熱過程，同時溫度升高使分子運動加劇，增加了染料與D301樹脂的碰撞幾率，吸附速率加快，有利于D301樹脂對染料的去除。但考慮節約能源的問題，實驗確定反應溫度為30℃。

2.5 D301樹脂加入量對派拉丁染料去除率的影響

在反應溫度為30℃、模擬印染廢水pH為2、D301樹脂的粒徑為425～600 μm、派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR、派拉丁黃GR三種模擬印染廢水的初始質量濃度分別為 207.98，315.00，67.35 mg/L 的條件下，D301樹脂加入量對派拉丁染料去除率的影響見圖4。由圖4可見:隨D301樹脂加入量的增加，三種染料去除率均增大;當D301樹脂的加入量大于3 g/L時，三種染料的去除率增速趨于緩慢。這是因為反應體系中吸附劑過多，導致吸附位點重疊或聚集，造成擴散路徑增長，從而使染料去除率增長緩慢。

綜上所述，在 D301樹脂的粒徑為425～600 μm、模擬印染廢水pH為2、反應溫度為30℃、D301樹脂加入量為3 g/L、派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR和派拉丁黃GR三種模擬印染廢水的初始質量濃度分別為207.98，315.00，67.35 mg/L 的條件下，三種派拉丁染料的去除率分別為 88.99%，93.24%，94.96%。

2.6 D301樹脂的脫附

鹽酸濃度對脫附率的影響見表2。由表2可見，隨著鹽酸濃度的增大，脫附率增大，且脫附率大小順序為派拉丁粉紅BN ＞派拉丁黃GR＞派拉丁藍RR。

表2 鹽酸濃度對脫附率的影響

3 結論

采用D301樹脂對經絮凝工藝處理后的三種模擬派拉丁印染廢水中的三原色染料進行吸附。實驗結果表明:在D301樹脂的粒徑為425～600 μm、模擬印染廢水pH為2、反應溫度為30℃、D301樹脂加入量為3 g/L、派拉丁粉紅BN、派拉丁藍RR和派拉丁黃GR三種模擬印染廢水的初始質量濃度分別為207.98，315.00，67.35 mg/L 的條件下，三種派拉丁染料的去除率分別為88.99%，93.24%，94.96%。

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Adsorption Capability of D301 Resin to Tricolor Palatin Dyes

Nie Sushuang1，2，Fu Rongrong1，Wang Baihua1，2

(1.School of Material Science and Engineering，Beijing Institute of Fashion Technology，Beijing 100029，China;
2.Beijing Key Laboratory of Clothing Material R＆D and Assessment，Beijing 100029，China)

Three simulated dyeing wastewaters containing tricolor Palatin dyes were treated first by flocculation and then by D301 resin adsorption.Under the conditions of D301 resin size 425～600 μm，wastewater pH 2，reaction temperature 30 ℃，D301 resin dosage 3 g/L，and the initial concentrations of Palatin pink BN、Palatin blue RR and Palatin yellow GR are 207.98，315.00，67.35 mg/L respectively，the removal rates of the 3 dyes are 88.99%，93.24%，94.96%，respectively.

D301 resin;Palatin dye;tricolor;dyeing wastewater;adsorption;wastewater treatment

TQ085

A

1006－1878(2011)03－0206－04

2010－09－20;

2011－02－10。

聶素雙(1964—)，女，北京市人，大學，工程師，主要研究方向為新材料開發及廢水處理。電話13651130797，電郵 niesushuang0824@sina.com。

北京市教育委員會科技成果轉讓與產業化合作項目(KJCG02100202);北京服裝學院服裝材料研究開放與評價北京市重點實驗室項目(2009ZK－06)。

(編輯 王 馨)