D301树脂对三原色派拉丁染料的吸附

聂素双，符荣荣，王柏华

(1.北京服装学院 材料科学与工程学院，北京 100029;

2.北京服装学院 服装材料研究开发与评价北京市重点实验室，北京 100029)

D301树脂对三原色派拉丁染料的吸附

聂素双1，2，符荣荣1，王柏华1，2

(1.北京服装学院 材料科学与工程学院，北京 100029;

2.北京服装学院 服装材料研究开发与评价北京市重点实验室，北京 100029)

采用D301树脂对经絮凝工艺处理后的三种模拟派拉丁印染废水中的三原色染料进行吸附。实验结果表明:在D301树脂的粒径为425～600 μm、模拟印染废水pH为2、反应温度为30℃、D301树脂加入量为3 g/L、派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR和派拉丁黄GR三种模拟印染废水的初始质量浓度分别为207.98，315.00，67.35 mg/L的条件下，三种派拉丁染料的去除率分别为88.99%，93.24%，94.96%。

D301树脂;派拉丁染料;三原色;印染废水;吸附;废水处理

目前对于印染行业所产生的印染废水的治理引起了人们越来越多的关注。印染废水成分复杂，色度高，治理难度大，需开发适用性较广的吸附剂并与其他技术相结合进行治理［1－2］。采用大孔树脂吸附法处理各种有机废水日益受到人们的重视。目前已有一些关于大孔树脂吸附工业废水中的苯酚［3］、染料中间体［4］、药物［5］等的研究，但其在印染废水处理方面的研究和应用较少［6］。D301树脂是在大孔结构的苯乙烯－二乙烯苯共聚体上主要带有叔胺基的阴离子交换树脂，其碱性较弱，能在酸性及近中性介质中有效地交换无机酸及硅酸根［7］。红、黄、蓝作为染料的三原色，在毛纺厂的印染废水中大量存在。

本工作研究了D301树脂对经絮凝工艺处理后的三种模拟派拉丁印染废水中三原色染料的吸附行为，为毛纺厂印染废水的治理提供了理论依据。

1 实验部分

实验用试剂均为分析纯。

D301树脂:粒径425～600 μm。

分别将一定量的派拉丁粉红 BN、派拉丁蓝RR、派拉丁黄GR染料加入去离子水中，配制成三种模拟印染废水，经絮凝工艺处理后备用。

恒温振荡水浴锅:江苏靖江市新旺染整设备厂;722型可见光分光光度计:上海光学仪器五厂;PHB－5型便携式pH计:上海伟业仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 D301 树脂的预处理

将D301树脂用1.0 mol/L的盐酸浸泡24 h，洗至中性。再用1.0 mol/L的氢氧化钠溶液浸泡24 h，洗至中性。用乙醇浸泡4 h，使其充分溶胀并且去除有机杂质。水洗后抽滤，滤饼于60℃在干燥箱中烘干，备用。

宏观因子反映经济指标影响。通过文献、评价标准及相关规划研读借鉴，初步选取11个因子项，包括行政区面积、户籍人口、常住人口、常住人口密度、户均人口密度、GDP、居民平均工资、固定资产投资、人均GDP、房屋竣工面积和各区房价等；然后运用SPSS相关性分析方法，对11个宏观因子进行筛选。即以2013年广州市11个区统计数据为基础（表2），分别计算绿色建筑数量和11个宏观因子之间的相关系数r值，r绝对值越高，表示两变量之间的相关关系越大。由分析结果可知（表3、图2），行政区面积、固定资产投资和房屋竣工面积3个因子对绿色建筑分布潜力影响较大，因此选取这3个指标纳入宏观经济评价因子。

1.2.2 吸附实验

分别向50 mL一定浓度经絮凝工艺处理后的三种模拟印染废水中加入一定量的D301树脂，在一定温度下振荡反应4 h，取上清液进行分析。

1.2.3 脱附实验

在最佳吸附实验条件下进行静态吸附后，将D301树脂从模拟印染废水中取出，加入50 mL一定浓度的盐酸进行脱附。

1.3 分析方法

采用可见光分光光度计分别在派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR、派拉丁黄GR染料的最大吸收波长(514，592，400 nm)处测定其吸光度，计算染料去除率。

2 结果与讨论

2.1 D301树脂的粒径对派拉丁染料去除率的影响

在反应温度为30℃、模拟印染废水pH为2、D301树脂加入量为2 g/L、派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR、派拉丁黄GR三种模拟印染废水的初始质量浓度分别为 232.92，297.60，69.14 mg/L 的条件下，D301树脂的粒径对派拉丁染料去除率的影响见表1。由表1可见，随D301树脂粒径的增加，派拉丁三原色染料的去除率略有降低。这是由于吸附剂粒径越小，比表面积越大，从而增加了吸附剂与染料分子间的碰撞几率，提高了吸附能力［8］。但为了减少实验工序，降低成本，实验用D301树脂的粒径确定为425～600 μm。

表1 D301树脂的粒径对派拉丁染料去除率的影响

2.2 模拟印染废水 pH对派拉丁染料去除率的影响

在反应温度为30℃、D301树脂的粒径为425～600 μm、D301树脂加入量为2 g/L、派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR、派拉丁黄GR三种模拟印染废水初始质量浓度分别为 207.94，298.51，48.01 mg/L的条件下，模拟印染废水pH对派拉丁染料去除率的影响见图1。由图1可见，随模拟印染废水pH的增大，派拉丁染料去除率逐渐降低。这是由于D301树脂为弱碱型阴离子交换树脂，在pH较低的条件下有利于D301树脂的解离，染料在水溶液中以阴离子形式存在，染料中的磺酸基与离子化的氨基以离子键结合，使废水中染料被吸附;随着pH增大，H+浓度降低，削弱了树脂的解离，使染料的去除率降低。由于毛类纺织品通常在酸性条件下染色，因此三种印染废水的初始pH均为2，可无需再调节废水pH。

2.3 模拟印染废水初始质量浓度对派拉丁染料去除率的影响

在反应温度为30℃、模拟印染废水pH为2、D301树脂的粒径为425～600 μm、D301树脂加入量为2 g/L的条件下，经絮凝工艺处理后，派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR、派拉丁黄GR三种模拟印染废水的初始质量浓度分别为207.98，315.00，67.35 mg/L。将三种模拟印染废水分别稀释2倍和5倍后，考察模拟印染废水初始质量浓度对派拉丁染料去除率的影响，实验结果见图2。由图2可见:随派拉丁染料初始质量浓度的增加，染料的去除率略有降低;D301树脂对未经稀释的派拉丁黄GR模拟印染废水的去除率仍较高;对未经稀释的派拉丁粉红BN和派拉丁蓝RR模拟印染废水的去除率略低于稀释后的去除率。由此可见，D301树脂可用于直接处理絮凝后的模拟印染废水，效果仍较好。

2.4 反应温度对派拉丁染料去除率的影响

在模拟印染废水pH为2、D301树脂的粒径为425～600 μm、D301树脂加入量为2 g/L、派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR、派拉丁黄GR三种模拟印染废水 的 初 始 质 量 浓 度 分 别 为 216.42，331.10，69.84 mg/L的条件下，反应温度对派拉丁染料去除率的影响见图3。由图3可见，随反应温度的升高，染料去除率逐渐增加。这是由于D301树脂对派拉丁染料的吸附是吸热过程，同时温度升高使分子运动加剧，增加了染料与D301树脂的碰撞几率，吸附速率加快，有利于D301树脂对染料的去除。但考虑节约能源的问题，实验确定反应温度为30℃。

2.5 D301树脂加入量对派拉丁染料去除率的影响

在反应温度为30℃、模拟印染废水pH为2、D301树脂的粒径为425～600 μm、派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR、派拉丁黄GR三种模拟印染废水的初始质量浓度分别为 207.98，315.00，67.35 mg/L 的条件下，D301树脂加入量对派拉丁染料去除率的影响见图4。由图4可见:随D301树脂加入量的增加，三种染料去除率均增大;当D301树脂的加入量大于3 g/L时，三种染料的去除率增速趋于缓慢。这是因为反应体系中吸附剂过多，导致吸附位点重叠或聚集，造成扩散路径增长，从而使染料去除率增长缓慢。

综上所述，在 D301树脂的粒径为425～600 μm、模拟印染废水pH为2、反应温度为30℃、D301树脂加入量为3 g/L、派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR和派拉丁黄GR三种模拟印染废水的初始质量浓度分别为207.98，315.00，67.35 mg/L 的条件下，三种派拉丁染料的去除率分别为 88.99%，93.24%，94.96%。

2.6 D301树脂的脱附

盐酸浓度对脱附率的影响见表2。由表2可见，随着盐酸浓度的增大，脱附率增大，且脱附率大小顺序为派拉丁粉红BN ＞派拉丁黄GR＞派拉丁蓝RR。

表2 盐酸浓度对脱附率的影响

3 结论

采用D301树脂对经絮凝工艺处理后的三种模拟派拉丁印染废水中的三原色染料进行吸附。实验结果表明:在D301树脂的粒径为425～600 μm、模拟印染废水pH为2、反应温度为30℃、D301树脂加入量为3 g/L、派拉丁粉红BN、派拉丁蓝RR和派拉丁黄GR三种模拟印染废水的初始质量浓度分别为207.98，315.00，67.35 mg/L 的条件下，三种派拉丁染料的去除率分别为88.99%，93.24%，94.96%。

［1］ 赵宜江，张艳，嵇鸣，等.印染废水吸附脱色技术的研究进展［J］.水处理技术，2000，26(6):315 －319.

［2］ 张建英，梁缘东，陈曙光，等.染色废水吸附混凝效应研究［J］.环境污染与防治，1998，20(3):9－12.

［3］ 李洁莹，陈金龙，费正皓，等.大孔吸附树脂对邻甲酚的吸附行为研究［J］.离子交换与吸附，2004，20(5):430－437.

［4］ 许昭怡，张慧春，王勇，等.大孔树脂吸附法处理萘系染料中间体生产废水的进展［J］.化工环保，1999，19(1):20－24.

［5］ Huang M，Xu Y J，Lv Q L，et al.Separation and purification of β-carotene from chlorophyll factory residues［J］.Chem Eng Technol，2008，31(6):922 －927

［6］ 王全喜，陈孟林，何星存，等.D301树脂对活性深蓝K －R的吸附性能［J］.化学研究，2006，17(6):60－64.

［7］ 严熙世，范瑾初.给水工程［M］.第4版.北京:中国建筑工业出版社，1999:37－43.

［8］ 祝均林，唐玉斌.煤渣对染料酸性橙Ⅱ废水的脱色研究［J］.环境保护与循环经济，2008，(1):20－22.

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。

聂素双(1964—)，女，北京市人，大学，工程师，主要研究方向为新材料开发及废水处理。电话13651130797，电邮 niesushuang0824@sina.com。

北京市教育委员会科技成果转让与产业化合作项目(KJCG02100202);北京服装学院服装材料研究开放与评价北京市重点实验室项目(2009ZK－06)。

(编辑 王 馨)