一种埃洛石基类水滑石复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术以埃洛石为原料或载体，进一步组装类水滑石构建复合材料，同时发挥两种层状材料的协同功效，改进含类水滑石的复合材料的合成方法，并进一步提升天然粘土矿物埃洛石的功能性，充分发挥净化水体环境的能力。本发明专利技术制备的埃洛石基类水滑石复合材料具有较好的吸附性能，添加埃洛石可以提高复合材料的吸附性能，所采用的原料埃洛石常见易得、成本低，制备方法设备要求低，便于大规模生产。便于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种埃洛石基类水滑石复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及一种埃洛石基类水滑石复合材料、制备方法及其在处理有机废水的应用。

技术介绍

[0002]层状双金属氢氧化物(LDHs)，又称为类水滑石，是由两种或两种以上金属元素组成的金属氢氧化物，属于离子型层状粘土化合物。LDHs是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物。LDHs的化学组成具有如下通式[M
2+1
‑
x
M
3+x
(OH)2]x+
(A
n
‑
)
x/n
·
mH2O，其中M
2+
和M
3+
分别代表LDHs主体层板上的二价金属阳离子(Ca
2+
、Mg
2+
、Mn
2+
、Ni
2+
、Cu
2+
、Co
2+
、Zn
2+
)和三价金属阳离子(Fe
3+
、Al
3+
、Mn
3+
、Ni
3+
、La
3+
)，A
n
–
为层间阴离子，如无机阴离子CO
32
‑
、NO3‑
、F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
、CrO
42
‑r/>、PO
43
‑
、SO
42
‑
等，它们起到平衡电荷的作用。层状双氢氧化物因其表面积大、孔隙率高、合成成本低且简单、具有独特的氧化还原活性以及吸附性能好、生态友好等特点而被广泛应用于高效吸附材料和催化剂。目前类水滑石的合成大多是直接采用化学试剂进行合成制备。
[0003]除人工合成层状粘土化合物外，天然粘土矿物通常由硅氧四面体片和铝氧八面体片以不同比例通过共用氧连接起来的层状结构，具有比表面积大、阳离子交换能力强、能够对重金属及有机质吸附等特性，是理想的污染物吸附材料。其中，埃洛石属单斜体晶系的含水层状硅酸盐黏土矿物，是一种管状纳米管，内部有中空通道，埃洛石纳米管因具有储量丰富、价格低廉、材料来源广等优点，常被用作载体材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于以埃洛石为原料或载体，进一步组装类水滑石构建复合材料，同时发挥两种层状材料的协同功效，改进含类水滑石的复合材料的合成方法，并进一步提升天然粘土矿物埃洛石的功能性，充分发挥净化水体环境的能力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术具体采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种埃洛石基类水滑石复合材料，所述埃洛石基类水滑石复合材料采用如下方法制备：
[0007](1)将埃洛石粉体置于500
‑
800℃的马弗炉中在空气气氛中煅烧1
‑
4h(优选600℃煅烧2h)，得到煅烧埃洛石；
[0008]将所述煅烧埃洛石进行以下处理得到悬浊液A：均匀分散到去离子水A(实施例中只是为了方便对比统一了温度、时间，实际操作唯一的标准是均匀分散)；或于稀酸水溶液中30
‑
80℃搅拌处理1
‑
3h(优选60℃搅拌处理2h)，再加入去离子水B并分散均匀；(优选酸处理)
[0009]所述的煅烧埃洛石与去离子水A的用量比为1g:30
‑
50mL(优选1g:40mL)；所述的煅烧埃洛石与稀酸水溶液的用量比为1g：10
‑
20mL(优选1g：10mL)；所述的稀酸水溶液为盐酸、硫酸的水溶液或硝酸的水溶液，浓度为1
‑
5mol/L(优选2
‑
3mol/L)；所述煅烧埃洛石与稀酸
水溶液和去离子水B的总体积的用量比为1g:30
‑
50mL(优选1g:40mL)；
[0010](2)向步骤(1)得到的悬浊液A中加入Co(NO3)2·
6H2O和NiCl2·
6H2O，分散均匀，得到混合液B；所述Co(NO3)2·
6H2O、NiCl2·
6H2O与步骤(1)中所述的煅烧埃洛石的质量比为1.58
‑
2.2：0.85
‑
1.2：1(优选1.58：0.85：1)；
[0011](3)将NaOH溶液加入到步骤(2)得到的混合溶液B中，搅拌得到混合液C；所述NaOH溶液与混合溶液B的体积比为1:3
‑
4(优选1：4)；所述的NaOH溶液是将NaOH溶解于去离子水C中得到的，NaOH与去离子水C的用量比为1g:5
‑
20mL(优选1：12.5)；
[0012](4)将提供层间阴离子的原料加入到步骤(3)得到的混合溶液C中，搅拌均匀，得到混合液D；所述提供层间阴离子的原料用量与步骤(1)中所述的煅烧埃洛石的质量比为1
‑
5：1；
[0013](5)将步骤(4)得到的混合液D转移至高压釜中进行水热反应，所得反应混合物经后处理，得到埃洛石基类水滑石复合材料；所述水热反应的条件为70
‑
150℃下反应6
‑
24h。
[0014]去离子水A、B、C都是去离子水，以不同字母标记只是为了区分不同阶段加入的去离子水，方便描述，无其它特殊含义。上述其它各种字母也只是为了区分不同阶段的物料。
[0015]进一步，步骤(4)中所述提供层间阴离子的原料为尿素、Na2CO3、NaH2PO4、Na2C2O4中的一种或两种以上的混合物，优选尿素。
[0016]进一步，步骤(5)所述的后处理为：将所述反应混合物冷却至室温，经抽滤分离混合液得到固相E，对固相E用去离子水清洗、真空干燥，研磨，得到所述埃洛石基类水滑石复合材料。
[0017]本专利技术还提供所述的埃洛石基类水滑石复合材料的制备方法得到的埃洛石基类水滑石复合材料，可以充分利用埃洛石高比表面积的结构特点，并且有明显的类水滑石片状结构的堆叠生成。
[0018]所述的埃洛石基类水滑石复合材料在处理有机废水时，可以采用的吸附法处理水中有机污染物，也可以采用活化过硫酸盐为代表的高级氧化法处理水中有机污染物。
[0019]另外，本专利技术还提供了所述的埃洛石基类水滑石复合材料在处理有机污染物废水的应用，所述有机污染物废水所含的有机污染物为亚甲基蓝、甲基橙、苏丹红Ⅲ、诺氟沙星或四环素中的一种或两种以上的混合物。
[0020]具体地，所述的应用为：将所述埃洛石基类水滑石复合材料和过硫酸盐分散到有机污染物废水中降解有机污染物；所述的有机污染物浓度为5
‑
120mg/L；所述的埃洛石基类水滑石复合材料、过硫酸盐与有机污染物废水的配比为0.5
‑
20g:0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埃洛石基类水滑石复合材料，其特征在于所述埃洛石基类水滑石复合材料采用如下方法制备：(1)将埃洛石粉体置于500
‑
800℃的马弗炉中在空气气氛中煅烧1
‑
4h，得到煅烧埃洛石；将所述煅烧埃洛石进行以下处理得到悬浊液A：均匀分散到去离子水A；或于稀酸水溶液中30
‑
80℃搅拌处理1
‑
3h，再加入去离子水B并分散均匀；所述的煅烧埃洛石与去离子水A的用量比为1g:30
‑
50mL；所述的煅烧埃洛石与稀酸水溶液的用量比为1g：10
‑
20mL；所述的稀酸水溶液为盐酸、硫酸的水溶液或硝酸的水溶液，浓度为1
‑
5mol/L；所述煅烧埃洛石与稀酸水溶液和去离子水B的总体积的用量比为1g:30
‑
50mL；(2)向步骤(1)得到的悬浊液A中加入Co(NO3)2·
6H2O和NiCl2·
6H2O，分散均匀，得到混合液B；所述Co(NO3)2·
6H2O、NiCl2·
6H2O与步骤(1)中所述的煅烧埃洛石的质量比为1.58
‑
2.2：0.85
‑
1.2：1；(3)将NaOH溶液加入到步骤(2)得到的混合溶液B中，搅拌得到混合液C；所述NaOH溶液与混合溶液B的体积比为1:3
‑
4；所述的NaOH溶液是将NaOH溶解于去离子水C中得到的，NaOH与去离子水C的用量比为1g:5
‑
20mL；(4)将提供层间阴离子的原料加入到步骤(3)得到的混合溶液C中，搅拌均匀，得到混合液D；所述提供层间阴离子的原料用量与步骤(1)中所述的煅烧埃洛石的质量比为1
‑
5：1；(5)将步骤(4)得到的混合液D转移至高压釜中进行水热反应，所得反应混合物经后处理，得到埃洛石基类水滑石复...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙青，胡小芳，张俭，盛嘉伟，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：