濁點萃取法去除廢水中的納米氧化銅
摘要:研究了用非離子表面活性劑Triton X-114進行水相中納米氧化銅(NCO)的濁點萃取,發現該方法能有效回收水中NCO.NCO的去除效率受Triton X-114濃度、鹽度、溫度、萃取時間以及溶液pH的影響.在水相中加入0.3%(質量體積比)的Triton X-114,于35℃下靜置萃取2h后離心,可以去除廢水中88%以上的NCO;而在相同Triton X-114濃度下于28℃靜置萃取20h,可使85%以上的NCO通過重力自動分相作用而去除.前者可在較短的時間內完成萃取分離操作,而后者比前者經濟節能.研究表明,濁點萃取技術在去除廢水中的納米材料中有較大的潛在應用價值.
關鍵詞:濁點萃取,氧化銅,納米材料,Triton X-114, 廢水
納米尺度(<200 nm)的污染物廣泛存在于水環境中. 當使用傳統空氣污染控制裝置如濕式氣體洗滌器處理空氣時, 納米污染物被轉移富集到廢水中[1];而一些傳統工業廢渣實際上是吸附了重金屬或有機污染物的納米廢棄物[2]. 例如, 半導體制造工業中的CMP(chemical mechanical planarization)廢水中含有氧化銅納米顆粒(68~120 nm)[3], 而我國的氯堿和氯酸工廠每年產生超過 80 萬噸的含有 Mg(OH)2的納米廢棄物[2].
隨著納米技術的發展和納米材料的廣泛應用, 人工納米材料也不可避免地被排放到水環境中.近年的研究表明, 納米材料的毒性不僅來自于其本身的毒性, 還在于他們會影響其他有毒物質的生成、遷移轉化和暴露[4,5].
人工納米材料的安全性問題正越來越引起人們的關注. 因此, 我們不得不面對去除環境中具有潛在毒性的納米廢棄物這一嚴峻的課題.目前已有少量回收去除水相中的納米材料的報道, C60富勒烯可以用甲苯通過液液萃取或通過 C18填料固相萃取分離[6,7], 納米銀可以用離子交換樹脂回收[8], 而水相中的納米金[9]、CdTe 量子點[10]和納米銅[1 ]可用離子液體萃取. 上述方法是基于不同的機理進行萃取分離的, 目前急需一種適合用于分離去除各種納米材料的通用、高效、經濟和節能的方法.最近, 我們研究組發現基于 Triton X-114 的濁點萃取(CPE)技術是一種能夠可逆地富集/分離和分散水相中各種納米材料的通用、簡便和經濟有效的方法[11].本研究的目的在于以納米氧化銅(NCO)為模型納米材料, 評價用 CPE 回收廢水中納米材料的可行性. 有報道指出 NCO 廣泛存在于半導體工業廢水中,并且濃度相當可觀
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