一種改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法及其在吸附處理水體中雙酚a的應用的製作方法

2023-07-08 22:16:56 3

專利名稱：一種改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法及其在吸附處理水體中雙酚a的應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於水滑石技術領域，具體涉及一種改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法及其在吸附處理水體中雙酚A的應用。
背景技術：
雙酚A(BPA)，化學名稱為4-二羥基二苯基丙烷，是塑料樹脂產品生產中的重要化學物質和重要的精細化工原料，被廣泛應用於工業和家庭產品，同時雙酚A也是一種內分泌幹擾物，對動物和人體的內分泌系統有一定影響，且由於雙酚A具有明顯的親脂性，容易在水生生物體內富集，因此在城市汙水、工業廢水、汙泥、土壤、地表河流和垃圾滲濾液中都富集有雙酚A，威脅著人與生物體的健康。因此，尋求一種高效雙酚A處理劑對汙水處理及汙染土壤的修復具有重要意義。目前國內外對於水體中雙酚A的處理方法多採用吸附法，常用的吸附劑有活性炭、大孔吸附樹脂等，其中活性炭吸附雖然吸附量大，但再生困難，因而其使用逐漸不為人們看好；大孔樹脂雖具有解吸容易、吸附率高及選擇性高等特點，但其成本費用較高，直接影響了它的推廣應用。類水滑石化合物(簡稱HTlc)是由二價金屬離子和三價金屬離子組成的具有水滑石層狀結構的氫氧化物。化學通式為[iThM3+, (OH) 2]χ+ (Αη_χ/η)χ ·πιΗ20，其中M2+代表二價金屬離子，如 Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Zn2+、Cu2+ 等；M3+ 代表三價金屬離子，如 Al3+、Cr3+、Fe3+、Sc3+、 V3+等；A指價數為-η的陰離子；χ指每摩爾HTlc中M3+的摩爾數；m為每摩爾類水滑石中結晶水的摩爾數，類水滑石化合物經過焙燒後具有較大的比表面積，常用於吸附處理一些陰離子廢水。經表面修飾的類水滑石(如用陰離子表面活性劑修飾)，亦即改性類水滑石，使類水滑石層間形成疏水區，同時使層間通道高度增加，可作為疏水性有機化合物的吸附劑， 但是目前還未見有改性鎂鋁二元類水滑石用於吸附處理水體系中雙酚A中的應用。

發明內容
本發明的主要目的是針對現有技術中採用有活性炭、大孔吸附樹脂等吸附劑吸附處理廢水中的雙酚A存在吸附劑再生困難、成本費用高等技術問題，提供一種可重複利用、 成本費用低的改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法及其在吸附處理水體中雙酚A的應用。本發明改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法為將鎂鋁二元類水滑石於400 500°C焙燒4 7小時得到鎂鋁雙金屬氧化物，按100%離子交換量溶於十二烷基硫酸鈉水溶液中，用NaOH溶液調節pH值為9 10，在N2保護下攪拌42 54小時，過濾、洗滌沉澱， 然後在55 65°C烘至恆重，得到改性鎂鋁二元類水滑石；其中所述的鎂鋁二元類水滑石通式為[Mf+hAl^ (OH)2] (Cl_)x ·πιΗ20，式中，χ為 Al3+/(Mg2++Al3+)的物質的量之比，0. 2 < χ < 0. 4，m為每摩爾類水滑石中層間結晶水摩爾數，2 < m < 6。
其中本發明優選的鎂鋁二元類水滑石化學式為[Mg2+a 68A1\ 32 (OH) 2] (CD 0.32 · 3H20。本發明改性鎂鋁二元類水滑石在吸附處理水體中雙酚A的應用，將改性鎂鋁二元類水滑石投入含有雙酚A的水體中，加入氯化鈉至水中氯化鈉的濃度為0. 01 0. lmol/L, 調節水體PH值為6 10，於25 45°C下進行吸附處理1 24小時即可。改性鎂鋁二元類水滑石使用後的回收方法將吸附雙酚A後的改性鎂鋁二元類水滑石置於無水乙醇中，20 30°C振蕩1 2小時，高速離心後回收沉澱物，在55-65°C烘至恆重得到。本發明改性鎂鋁二元類水滑石合成方法簡單，且改性後的鎂鋁二元類水滑石層間通道高度增加，增加了其吸附性能；由於改性鎂鋁二元類水滑石不溶於水，使用後不會對水體造成二次汙染，回收方法也很簡單；鎂鋁二元類水滑石成本遠遠低於大孔吸附樹脂材料， 降低成汙水處理的費用。
具體實施例方式實施例1 改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法將鎂鋁二元水滑石[Mg2+a68Al\32 (OH)2] (CD 0.32 · 3H20於400 °C焙燒4小時製得鎂鋁雙金屬氧化物，按100 %離子交換量溶於十二烷基硫酸鈉水溶液中，用0. 01mol/L的NaOH調節pH值為9，在N2保護下攪拌42小時，過濾、 洗滌沉澱，然後在55°C烘至恆重，製得改性鎂鋁二元水滑石。本實施例製備的改性鎂鋁二元類水滑石在吸附處理水體中雙酚A的應用將上述製得的改性鎂鋁二元水滑石投入含有雙酚A的水體中，加入氯化鈉至水中氯化鈉的濃度為 0. Olmol/L，調節水體pH值為6，於25°C下進行吸附處理1小時即可。實施例2:改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法將鎂鋁二元類水滑石[Mg2+a65Al\35(OH)2] (CD 0.352. 7H20於450°C焙燒5小時製得鎂鋁雙金屬氧化物，按100%離子交換量溶於十二烷基硫酸鈉水溶液中，用0. 01mol/L的NaOH調節pH值為9. 5，在N2保護下攪拌48小時，過濾、洗滌沉澱，然後在60°C烘至恆重，製得改性鎂鋁二元類水滑石。本實施例製備的改性鎂鋁二元類水滑石在吸附處理水體中雙酚A的應用將上述製得的改性鎂鋁二元類水滑石投入含有雙酚A的水體中，加入氯化鈉至水中氯化鈉的濃度為0. 05mol/L，調節水體pH值為8，於35°C下進行吸附處理10小時即可。實施例3:本實施例改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法為將鎂鋁二元類水滑石 [Mg2+0.67A13+o.33(OH)2] (cr)0.332 . 9H20於500°C焙燒7小時製得鎂鋁雙金屬氧化物，按100% 離子交換量溶於十二烷基硫酸鈉水溶液中，用0. Olmol/L的NaOH調節pH值為10，在N2保護下攪拌54小時，過濾、洗滌沉澱，然後在65°C烘至恆重，製得改性鎂鋁二元類水滑石。本實施例製備的改性鎂鋁二元類水滑石在吸附處理水體中雙酚A的應用將上述製得的改性鎂鋁二元類水滑石投入含有雙酚A的水體中，加入氯化鈉至水中氯化鈉的濃度為0. lmol/L，調節水體pH值為10，於45°C下進行吸附處理24小時即可。
權利要求
1.一種改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法，其特徵是將鎂鋁二元類水滑石於400 500°C焙燒4 7小時得到鎂鋁雙金屬氧化物，按100%離子交換量溶於十二烷基硫酸鈉水溶液中，用NaOH溶液調節pH值為9 10，在N2保護下攪拌42 54小時，過濾、洗滌沉澱， 然後在55 65°C烘至恆重，得到改性鎂鋁二元類水滑石；其中所述的鎂鋁二元類水滑石通式為[Mf+hAl3+,(OH)2] (Cl_)x · mH20,式中，χ為Al3+/ (Mg2++Al3+)的物質的量之比，0. 2 < χ < 0. 4，m為每摩爾類水滑石中層間結晶水摩爾數，2 < m < 6。
2.根據權利要求1所述的改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法，其特徵是所述的鎂鋁二元類水滑石化學式為[Mg2+Q.68A13+Q.32(OH)2] (CDa32 · 3H20。
3.權利要求1或2所述的改性鎂鋁二元類水滑石在吸附處理水體中雙酚A的應用，其特徵是將改性鎂鋁二元類水滑石投入含有雙酚A的水體中，加入氯化鈉至水中氯化鈉的濃度為0. 01 0. lmol/L，調節水體pH值為6 10，於25 45°C下進行吸附處理1 24 小時即可。
全文摘要
本發明屬於水滑石技術領域，具體涉及一種改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法及其在吸附處理水體中雙酚A的應用。本發明的主要解決現有技術中採用有活性炭、大孔吸附樹脂等吸附劑吸附處理廢水中的雙酚A存在吸附劑再生困難、成本費用高等技術問題。本發明改性鎂鋁二元類水滑石的製備方法為將鎂鋁二元類水滑石於400～500℃焙燒4～7小時得到鎂鋁雙金屬氧化物，按100％離子交換量溶於十二烷基硫酸鈉水溶液中，用NaOH溶液調節pH值為9～10，在N2保護下攪拌42～54小時，過濾、洗滌沉澱，然後在55～65℃烘至恆重製得。本發明具有滑石可再生、成本費用低等優點。
文檔編號C02F101/34GK102167371SQ201110008900
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月11日 優先權日2011年1月11日
發明者周成勇, 李燕, 畢浩宇, 毛曉明, 臧運波 申請人:長治學院