浊点萃取法去除废水中的纳米氧化铜
摘要:研究了用非离子表面活性剂Triton X-114进行水相中纳米氧化铜(NCO)的浊点萃取,发现该方法能有效回收水中NCO.NCO的去除效率受Triton X-114浓度、盐度、温度、萃取时间以及溶液pH的影响.在水相中加入0.3%(质量体积比)的Triton X-114,于35℃下静置萃取2h后离心,可以去除废水中88%以上的NCO;而在相同Triton X-114浓度下于28℃静置萃取20h,可使85%以上的NCO通过重力自动分相作用而去除.前者可在较短的时间内完成萃取分离操作,而后者比前者经济节能.研究表明,浊点萃取技术在去除废水中的纳米材料中有较大的潜在应用价值.
关键词:浊点萃取,氧化铜,纳米材料,Triton X-114, 废水
纳米尺度(<200 nm)的污染物广泛存在于水环境中. 当使用传统空气污染控制装置如湿式气体洗涤器处理空气时, 纳米污染物被转移富集到废水中[1];而一些传统工业废渣实际上是吸附了重金属或有机污染物的纳米废弃物[2]. 例如, 半导体制造工业中的CMP(chemical mechanical planarization)废水中含有氧化铜纳米颗粒(68~120 nm)[3], 而我国的氯碱和氯酸工厂每年产生超过 80 万吨的含有 Mg(OH)2的纳米废弃物[2].
随着纳米技术的发展和纳米材料的广泛应用, 人工纳米材料也不可避免地被排放到水环境中.近年的研究表明, 纳米材料的毒性不仅来自于其本身的毒性, 还在于他们会影响其他有毒物质的生成、迁移转化和暴露[4,5].
人工纳米材料的安全性问题正越来越引起人们的关注. 因此, 我们不得不面对去除环境中具有潜在毒性的纳米废弃物这一严峻的课题.目前已有少量回收去除水相中的纳米材料的报道, C60富勒烯可以用甲苯通过液液萃取或通过 C18填料固相萃取分离[6,7], 纳米银可以用离子交换树脂回收[8], 而水相中的纳米金[9]、CdTe 量子点[10]和纳米铜[1 ]可用离子液体萃取. 上述方法是基于不同的机理进行萃取分离的, 目前急需一种适合用于分离去除各种纳米材料的通用、高效、经济和节能的方法.最近, 我们研究组发现基于 Triton X-114 的浊点萃取(CPE)技术是一种能够可逆地富集/分离和分散水相中各种纳米材料的通用、简便和经济有效的方法[11].本研究的目的在于以纳米氧化铜(NCO)为模型纳米材料, 评价用 CPE 回收废水中纳米材料的可行性. 有报道指出 NCO 广泛存在于半导体工业废水中,并且浓度相当可观
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