CN120535057A - 一种用于污水处理的液膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于污水处理的液膜及其制备方法。该液膜包含植物油、表面活性剂、皂荚皂苷、无机酸水溶液混合形成的乳状液。所述乳状液膜的制备方法包括如下步骤：按适当配比将植物油、表面活性剂、皂荚皂苷、无机酸水溶液混合后充分搅拌，得到稳定乳状液。该乳状液膜可应用于处理含麻黄碱的污水。本发明能够高效地从制药废水中回收提取麻黄碱，减少制药废水中的麻黄碱含量，降低麻黄碱对环境的影响，提高麻黄碱的原料利用率，麻黄碱的回收效率可达80％以上。本发明对麻黄碱的提取回收步骤简单，耗时短，具有较好的工业化应用前景。

Description

一种用于污水处理的液膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种液膜及其制备方法，尤其涉及一种用于含麻黄碱污水处理的液膜及其制备方法。

背景技术

在麻黄碱及其衍生物的合成和制药废水中不可避免地会存在未反应的麻黄碱，一旦含有麻黄碱的污水进入环境中，不仅会对水生生物产生毒性效应，还会对人体产生过敏反应和其他不良反应，进而导致慢性健康问题。此外，作为一种易制毒原料，麻黄碱的采购和使用都收到严格管控，废水中的麻黄碱含量过高也会导致非法回收提取制毒的风险。

为了减少麻黄碱对环境的影响，通常采用物理、化学和生物方法对含麻黄碱的制药废水进行处理，主要包括活性炭吸附法、高级氧化工艺(如臭氧氧化、Fenton反应等)和特定微生物群落分解方法。虽然这些方法能够降低制药废水中的麻黄碱含量，但是并不能有效回收麻黄碱，或者回收步骤繁杂，效率低且成本高。为了提高麻黄碱的利用率，减少原料浪费，并且减少麻黄碱作为易制毒原料外泄的风险，亟需一种能够从制药废水中回收麻黄碱的快捷方法。目前，采用液膜法回收麻黄碱的案例尚未见报道。

皂荚皂苷单体是从豆科植物皂荚(Gleditsia sinensis)及其近缘种中分离出的三萜皂苷类化合物，其结构以齐墩果酸或刺囊酸为苷元，结合不同糖链(葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖和半乳糖醛酸等)构成。目前已鉴定出的主要单体包括：Gleditsiosides A-G、Gleditsiosides N、Gleditsiosides O、Gleditsiosides P、Gleditsiosides Q和Gleditsiosides H-K等，在皂荚果实中发现的扩展系列单体，糖链长度和单糖排列方式存在差异，部分单体具有更强的表面活性和抗肿瘤潜力。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够从制药废水中快捷、高效回收麻黄碱的乳状液膜。本发明的第二目的在于提出上述乳状液膜的制备方法，解决如何制备乳状液膜的问题。本发明的第三目的在于提出一种上述乳状液膜在处理含麻黄碱污水中的应用，解决如何从含麻黄碱污水中回收提取麻黄碱的问题。

技术方案：本发明所述的一种用于污水处理的液膜，其特征在于，包含植物油、表面活性剂、皂荚皂苷、无机酸水溶液混合形成的乳状液。

本发明采用皂荚皂苷作为关键助剂，有效提高了乳状液膜对麻黄碱的回收提取效率，解决了现有乳状液膜体系难以从含麻黄碱污水中回收提取麻黄碱的问题。

优选地，所述皂荚皂苷中包含皂荚皂苷A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、N、O、P、Q单体中的至少一种。

优选地，所述皂荚皂苷由皂荚皂苷A、B、C单体中的至少两种组成。

优选地，所述植物油选自大豆油、菜籽油、橄榄油、葵花籽油、玉米油、芝麻油、棉籽油、花生油、棕榈油中的至少一种，所述表面活性剂选自Span-80、Span-20、Span-40、Span-60、Tween-80、AEO-9、OPE-10中的至少一种，所述无机酸选自盐酸、硫酸、磷酸中的至少一种。

优选地，所述无机酸水溶液为浓度0.3-0.8M的盐酸水溶液或磷酸水溶液。

优选地，所述植物油、表面活性剂、无机酸水溶液和皂荚皂苷的料液比为20-40mL：2-4mL：50-100mL：0.5-10g。

本发明第二方面公开上述用于污水处理的液膜的制备方法，包括如下步骤：按适当配比将植物油、表面活性剂、皂荚皂苷、无机酸水溶液混合后充分搅拌，得到稳定乳状液。

优选地，所述搅拌条件为室温1000-3000rpm搅拌至少15min。

本发明第三方面公开上述液膜在处理含麻黄碱污水中的应用。

应用上述液膜处理含麻黄碱污水包括如下步骤：

(1)调节含麻黄碱污水的pH至3-6；

(2)按体积比1:1-10将上述的乳状液加入含麻黄碱污水中，持续搅拌混合液进行麻黄碱提取操作；

(3)将提取后的混合液静置分层，取乳液层加热破乳后去除油层，得到含有麻黄碱的水相。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

本发明能够高效地从制药废水中回收提取麻黄碱，减少制药废水中的麻黄碱含量，降低麻黄碱对环境的影响，提高麻黄碱的原料利用率，麻黄碱的回收效率可达80％以上。本发明对麻黄碱的提取回收步骤简单，耗时短，具有较好的工业化应用前景。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1：一种乳状液膜的成分配比，以及制备方法如下：

将30mL棉籽油、3mL Span-80、70mL浓度0.5M的盐酸水溶液和4g皂荚皂苷混合后，室温2000rpm搅拌30min得到稳定乳状液。皂荚皂苷为皂荚皂苷A和皂荚皂苷B的重量比1:1混合物。

采用上述液膜处理含麻黄碱污水包括如下步骤：

(1)将麻黄碱溶于去离子水中，得到浓度为10mg/L的麻黄碱水溶液模拟含麻黄碱污水样品，采用盐酸调节含麻黄碱污水的pH至3；

(2)按体积比1:4将上述乳状液加入含麻黄碱污水中，200rpm持续搅拌混合液30min，进行麻黄碱提取操作；

(3)将提取后的混合液静置分层，取乳液层加热至破乳后去除油层，得到含有麻黄碱的水相。

实施例2：一种乳状液膜的成分配比，以及制备方法如下：

将20mL玉米油、4mL Span-80、50mL浓度0.3M的盐酸水溶液和0.5g皂荚皂苷混合后，室温1000rpm搅拌45min得到稳定乳状液。皂荚皂苷为皂荚皂苷A、皂荚皂苷B和皂荚皂苷C的重量比为1：2：1的混合物。

采用上述液膜处理含麻黄碱污水包括如下步骤：

(1)将麻黄碱溶于去离子水中，得到浓度为10mg/L的麻黄碱水溶液模拟含麻黄碱污水样品，采用盐酸调节含麻黄碱污水的pH至6；

(2)按体积比1:1将上述乳状液加入含麻黄碱污水中，300rpm持续搅拌混合液20min，进行麻黄碱提取操作；

(3)将提取后的混合液静置分层，取乳液层加热至破乳后去除油层，得到含有麻黄碱的水相。

实施例3：一种乳状液膜的成分配比，以及制备方法如下：

将40mL棕榈油、2mL Span-80、100mL浓度0.8M的磷酸水溶液和10g皂荚皂苷混合后，室温3000rpm搅拌15min得到稳定乳状液。皂荚皂苷为皂荚皂苷B和皂荚皂苷C的重量比1:3混合物。

采用上述液膜处理含麻黄碱污水包括如下步骤：

(1)将麻黄碱溶于去离子水中，得到浓度为10mg/L的麻黄碱水溶液模拟含麻黄碱污水样品，采用磷酸调节含麻黄碱污水的pH至5；

(2)按体积比1:10将上述乳状液加入含麻黄碱污水中，200rpm持续搅拌混合液15min，进行麻黄碱提取操作；

(3)将提取后的混合液静置分层，取乳液层加热至破乳后去除油层，得到含有麻黄碱的水相。

实施例4：其余均与实施例1相同，不同之处在于：

采用浓度为100mg/L的麻黄碱水溶液模拟含麻黄碱污水样品。

对比例1：其余均与实施例1相同，不同之处在于：

皂荚皂苷仅为皂荚皂苷A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、N、O、P、Q单体中的一种。

对比例2：其余均与实施例1相同，不同之处在于：

将Span-80替换为Span-40、Tween-80、AEO-9中的一种。

对比例3：其余均与实施例1相同，不同之处在于：

不加入皂荚皂苷。

对比例4：其余均与实施例1相同，不同之处在于：

采用皂荚皂苷D替换皂荚皂苷A。

对比例5：其余均与实施例1相同，不同之处在于：

采用皂荚皂苷G替换皂荚皂苷B。

采用高效液相色谱法测定实施例1-4及对比例1-5中制得的含麻黄碱水相中的麻黄碱浓度，并计算回收率，计算公式如下：

回收率＝(HPLC测定浓度×含麻黄碱水相总体积)/(含麻黄碱污水样品中的麻黄碱总重)×100％；

测试结果如下：

表1不同乳状液膜对麻黄碱的回收率

表1结果中，对比例1表明，单独使用皂荚皂苷单体时，液膜体系对于麻黄碱的回收率较低，结合对比例4和5可见，仅在特定种类的皂荚皂苷单体组合使用时，才能够获得较高的麻黄碱回收率。由对比例3可见，现有的液膜体系对于麻黄碱的回收效率较低，结合对比例1可见，部分种类的皂荚皂苷单体的加入反而降低了现有液膜体系的麻黄碱回收率，并不适用于麻黄碱的分离提取。由实施例1-4可见，皂荚皂苷A、B、C组合使用时能够协同提升液膜体系对于麻黄碱的回收分离性能。结合对比例2可见，皂荚皂苷A和B对于液膜体系的回收性能提升依赖于部分种类的表面活性剂，并不适用于任意表面活性剂。

Claims (10)

1.一种用于污水处理的液膜，其特征在于，包含植物油、表面活性剂、皂荚皂苷、无机酸水溶液混合形成的乳状液。

2.根据权利要求1所述用于污水处理的液膜，其特征在于，所述皂荚皂苷中包含皂荚皂苷A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、N、O、P、Q单体中的至少一种。

3.根据权利要求2所述用于污水处理的液膜，其特征在于，所述皂荚皂苷由皂荚皂苷A、B、C单体中的至少两种组成。

4.根据权利要求1所述用于污水处理的液膜，其特征在于，所述植物油选自大豆油、菜籽油、橄榄油、葵花籽油、玉米油、芝麻油、棉籽油、花生油、棕榈油中的至少一种，所述表面活性剂选自Span-80、Span-20、Span-40、Span-60、Tween-80、AEO-9、OPE-10中的至少一种，所述无机酸选自盐酸、硫酸、磷酸中的至少一种。

5.根据权利要求1所述用于污水处理的液膜，其特征在于，所述无机酸水溶液为浓度0.3-0.8M的盐酸水溶液或磷酸水溶液。

6.根据权利要求1所述用于污水处理的液膜，其特征在于，所述植物油、表面活性剂、无机酸水溶液和皂荚皂苷的料液比为20-40mL：2-4mL：50-100mL：0.5-10g。

7.根据权利要求1-6任一项所述用于污水处理的液膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按适当配比将植物油、表面活性剂、皂荚皂苷、无机酸水溶液混合后充分搅拌，得到稳定乳状液。

8.根据权利要求7所述用于污水处理的液膜的制备方法，其特征在于，所述搅拌条件为室温1000-3000rpm搅拌至少15min。

9.根据权利要求1-6任一项所述液膜在处理含麻黄碱污水中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

(1)调节含麻黄碱污水的pH至3-6；

(2)按体积比1:1-10将权利要求1-6中所述的乳状液加入含麻黄碱污水中，持续搅拌混合液进行麻黄碱提取操作；

(3)将提取后的混合液静置分层，取乳液层加热破乳后去除油层，得到含有麻黄碱的水相。