CN112094962B - 一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法，目的在于解决铬鞣废液污染环境问题。本发明的技术方案为：一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣制的方法，利用铬鞣废液，采用共沉淀法，控制二价金属离子和铬离子摩尔比，制备得到含铬水滑石纳米鞣剂。本发明所制备得到的含铬水滑石纳米鞣剂具有优良的鞣制性能，鞣制后坯革收缩温度≧85℃，抗张强度、撕裂强度均有增加，使用含铬水滑石的鞣制废液生物降解性提高。

Description

一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法
技术领域
本发明属于制革鞣剂领域，具体涉及一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法。
背景技术
铬鞣剂因其鞣制性能优良被制革行业广泛应用，但铬鞣废液对环境存在危害，因此有效利用铬鞣废液是制革行业的研究热点之一。铬鞣废液成分复杂，含大量的重金属Cr3 +，且含有多种无机离子和有机酸，如SO4 2-、Cl-、Na+、K+、甲酸和乙酸等，以及从皮胶原中分解出来的蛋白质、动物油脂等等，处理难度较大、成本高。
水滑石是一类主体层板带正电、板间为阴离子的层状双羟基金属氢氧化物（LDH），由于其具有质优价廉、热稳定性好、绿色环保等优点，在吸附、催化、阻燃等领域被广泛关注。水滑石主体层的化学组成、层板内部空间构成、内部晶粒尺寸和分布、层间阴离子种类和数量具有可调整性。其上金属离子、层板间阴离子可与皮胶原氨基、羧基发生离子键或配位结合，提高胶原收缩温度、耐湿热稳定性，可作为鞣剂使用。我国每年制革行业产生含铬废水量约5000-8000万方，铬含量（以Cr2O3计）达1000-5000mg/L，现有的铬再利用方法存在成本高、操作复杂、二次污染等缺点。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法，解决铬鞣废液污染环境问题。
为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法，采用共沉淀法，控制二价金属离子和铬离子摩尔比，制备得到含铬水滑石纳米鞣剂。
具体包括以下步骤：
步骤一：称取0.02mol无水碳酸钠于烧杯内，加入蒸馏水100mL，搅拌溶解，得到碳酸钠溶液；
步骤二：量取抽滤过后的铬鞣废液45.6-228mL，加入0.2-9g二价硝酸盐，搅拌溶解，配成二价金属离子和三价铬金属离子摩尔比为2:1的混合盐溶液；
步骤三：在30℃下，将步骤二所述混合盐溶液缓慢滴入装有碳酸钠溶液的烧杯内，并在此过程中不断搅拌；
步骤四：滴加完成后，用1mol/L的NaOH溶液将溶液的pH调节至9.0-10.0，水浴加热至80-90℃，搅拌1h，停止搅拌，加热回流8h；
步骤五：然后用去离子水洗涤至上清液pH为中性，抽滤，将其放入60℃恒温干燥箱内干燥24h，研磨，即得含铬水滑石纳米鞣剂。
步骤二中，所述铬鞣废液中的铬含量以Cr2O3计，为1000-5000mg/L。
步骤二中，所述二价硝酸盐为六水硝酸锌粉末、六水硝酸镁粉末、四水硝酸钙粉末、三水硝酸铜粉末中的一种或多种混合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂可有效解决铬鞣废液污染环境问题。利用铬鞣废液制备水滑石鞣剂可降低铬污染，有效回收铬。所制备得到的含铬水滑石纳米鞣剂具有优良的鞣制性能，鞣制后坯革收缩温度≧85℃，抗张强度、撕裂强度均有增加，使用含铬水滑石的鞣制废液生物降解性提高。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式包括但不限于以下实施例表示的范围。
一种利用含铬废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：称取0.02mol无水碳酸钠于烧杯内，加入蒸馏水100mL，搅拌溶解，得到碳酸钠溶液；
步骤二：量取抽滤过后的铬鞣废液45.6-228mL，加入0.2-9g二价金属离子，搅拌溶解，配成二价金属离子和三价金属离子摩尔比为2:1的混合盐溶液；
步骤三：在30℃下，分别将上述混合盐溶液依次缓慢滴入装有碳酸钠溶液的烧杯内，并在此过程中不断搅拌；
步骤四：滴加完成后，用1mol/L的NaOH溶液将溶液的pH调节至9.0-10.0，水浴加热至80-90℃，搅拌1h，停止搅拌，加热回流8h；
步骤五：然后用去离子水洗涤至上清液pH为中性，抽滤，将其放入60℃恒温干燥箱内干燥24h，研磨待用。
优选地，步骤二中，铬鞣废液浓度为1000-5000mg/L（以Cr2O3计）。
优选地，步骤三中，二价金属离子为：六水硝酸锌粉末、六水硝酸镁粉末、四水硝酸钙粉末、三水硝酸铜粉末。
实施例1
步骤一：称取0.02mol无水碳酸钠于烧杯内，加入蒸馏水100mL，搅拌溶解，得到碳酸钠溶液。
步骤二：量取抽滤过后的铬鞣废液100mL（Cr2O3为1500mg/L），加入1.17g六水硝酸锌粉末，搅拌溶解，配成二价金属离子和三价金属离子摩尔比为2:1的混合盐溶液。
步骤三：在30℃下，将上述混合盐溶液缓慢滴入装有碳酸钠溶液的烧杯内，并在此过程中不断搅拌。
步骤四：滴加完成后，用1mol/L的NaOH溶液将溶液的pH调节至9.0，水浴加热至80℃，搅拌1h，停止搅拌，加热回流8h。
步骤五：然后用去离子水洗涤至上清液pH为中性，抽滤，将其放入60℃恒温干燥箱内干燥24h，研磨待用。
实施例2
步骤一：称取0.02mol无水碳酸钠于烧杯内，加入蒸馏水100mL，搅拌溶解，得到碳酸钠溶液。
步骤二：量取抽滤过后的铬鞣废液100mL（Cr2O3为3500mg/L），加入2.23g三水硝酸铜粉末，搅拌溶解，配成二价金属离子和三价金属离子摩尔比为2:1的混合盐溶液。
步骤三：在30℃下，将上述混合盐溶液缓慢滴入装有碳酸钠溶液的烧杯内，并在此过程中不断搅拌。
步骤四：滴加完成后，用1mol/L的NaOH溶液将溶液的pH调节至10.0，水浴加热至85℃，搅拌1h，停止搅拌，加热回流8h。
步骤五：然后用去离子水洗涤至上清液pH为中性，抽滤，将其放入60℃恒温干燥箱内干燥24h，研磨待用。
实施例3
步骤一：称取0.02mol无水碳酸钠于烧杯内，加入蒸馏水100mL，搅拌溶解，得到碳酸钠溶液。
步骤二：量取抽滤过后的铬鞣废液100mL（Cr2O3为2500mg/L），加入1.69g六水硝酸镁粉末，搅拌溶解，配成二价金属离子和三价金属离子摩尔比为2:1的混合盐溶液。
步骤三：在30℃下，将上述混合盐溶液缓慢滴入装有碳酸钠溶液的烧杯内，并在此过程中不断搅拌。
步骤四：滴加完成后，用1mol/L的NaOH溶液将溶液的pH调节至9.0，水浴加热至90℃，搅拌1h，停止搅拌，加热回流8h。
步骤五：然后用去离子水洗涤至上清液pH为中性，抽滤，将其放入60℃恒温干燥箱内干燥24h，研磨待用。
为了测试本发明所制备得到的含铬水滑石纳米鞣剂的鞣制性能，本发明人对其做了鞣制应用实验，判断其鞣制性能。Cu-Cr-LDH的收缩温度达91.5℃；Zn-Cr-LDH和Mg-Cr-LDH，收缩温度均超85℃；Ca-Cr-LDH相对较低，收缩温度为66.0℃。鞣制后坯革物理机械性能能满足中国轻工业鞋面用皮革行业标准QB/T 1873-2010及服装用皮革行业标准QB/T1872-2004的机械强度要求，其具备一定的实际应用价值。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法，其特征在于：
采用共沉淀法，控制二价金属离子和铬离子摩尔比，制备得到含铬水滑石纳米鞣剂；
具体包括以下步骤：
步骤一：称取0.02mol无水碳酸钠于烧杯内，加入蒸馏水100mL，搅拌溶解，得到碳酸钠溶液；
步骤二：量取抽滤过后的铬鞣废液45.6-228mL，加入0.2-9g二价硝酸盐，搅拌溶解，配成二价金属离子和三价铬金属离子摩尔比为2:1的混合盐溶液；
步骤三：在30℃下，将步骤二所述混合盐溶液缓慢滴入装有碳酸钠溶液的烧杯内，并在此过程中不断搅拌；
步骤四：滴加完成后，用1mol/L的NaOH溶液将溶液的pH调节至9.0-10.0，水浴加热至80-90℃，搅拌1h，停止搅拌，加热回流8h；
步骤五：然后用去离子水洗涤至上清液pH为中性，抽滤，将其放入60℃恒温干燥箱内干燥24h，研磨，即得含铬水滑石纳米鞣剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法，其特征在于：
步骤二中，所述铬鞣废液中的铬含量以Cr2O3计，为1000-5000mg/L。
3.根据权利要求2所述的一种利用铬鞣废液制备含铬水滑石纳米鞣剂的方法，其特征在于：
步骤二中，所述二价硝酸盐为六水硝酸锌粉末、六水硝酸镁粉末、四水硝酸钙粉末、三水硝酸铜粉末中的一种或多种混合。
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