[發(fā)明專利]一種利用電鍍廢水合成水滑石的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210491841.8
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN102974303A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬建鋒;高琪;姚超;李定龍
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/16
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制新材料的開發(fā)，尤其涉及一種利用電鍍廢水合成水滑石的方法。

背景技術(shù)

層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物（Layered?Double?Hydroxides，簡稱LDH），又稱水滑石，是一類重要的無機(jī)功能材料。其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)及層板元素和層間陰離子的可調(diào)變性受到人們的廣泛關(guān)注，經(jīng)離子交換向?qū)娱g引入新的客體陰離子可使層狀結(jié)構(gòu)和組成產(chǎn)生相應(yīng)的變化，因而可以制備一大類具有特殊性質(zhì)的功能材料。水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物。層狀化合物是指具有層狀結(jié)構(gòu)、層間離子具有可交換性的一類化合物，利用層狀化合物主體在強(qiáng)極性分子作用下所具有的可插層性和層間離子的可交換性，將一些功能性客體物質(zhì)引入層間空隙并將層板距離撐開從而形成層柱化合物。

水滑石化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為：[M²⁺_1-xM³⁺x?(OH)₂]^x+?[(A^n-?)_x/n·mH₂O]，其中M²⁺為Mg²⁺，Ni²⁺，Mn²⁺，Zn²⁺，Ca²⁺，F(xiàn)e²⁺，Cu²⁺等二價(jià)金屬陰離子；M³⁺為Al³⁺，Cr³⁺，F(xiàn)e³⁺，Co³⁺等三價(jià)金屬陰離子；A^n-為陰離子，如CO₃^2-，NO₃^-，Cl^-，OH^-，SO₄^2-，PO₄^3-，C₆H₄(COO)₂^2-等無機(jī)和有機(jī)離子以及絡(luò)合離子，當(dāng)層間無機(jī)陰離子不同，水滑石的層間距不同，同時在水滑石吸附污染物之后，層間距也會增大，以容納更多的污染物。

目前，水滑石類材料的合成方法主要有鹽-堿法、鹽-氧化物法和離子交換法，還衍生出誘導(dǎo)水解法、水熱法、熱處理重新水合法等。其中最常用的方法是共沉淀法，即在一定溫度下用構(gòu)成水滑石層的金屬離子混合溶液在堿的作用下發(fā)生共沉淀來制備。該方法簡單易操作，是常用的制備方法，該方法中需要利用一定量的二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子，從經(jīng)濟(jì)的角度來看增加了投入；從治理環(huán)境的角度來看合成的過程中增加了廢水的產(chǎn)生，對環(huán)境治理提出了新的問題。

電鍍工廠（或車間）排出的廢水和廢液，如鍍件漂洗水、廢槽液、設(shè)備冷卻水和沖洗地面水等，其水質(zhì)因生產(chǎn)工藝而異，往往含油多種金屬離子，一般來說，常含有Cr⁶⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺等重金屬，這些金屬離子需要被回收利用。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)中制備水滑石的不足，提供一種利用電鍍廢水合成水滑石的方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟：

1）將電鍍廢水過濾去除固體顆粒，根據(jù)生產(chǎn)工藝分析其中存在的離子，添加適當(dāng)?shù)慕饘訇栯x子，或?qū)⒍喾N電鍍廢水混合，保證二價(jià)離子的摩爾濃度是三價(jià)離子的摩爾濃度的2~4倍；

?2）向電鍍廢水中滴加50%~70%?的KOH?溶液，持續(xù)200~300?rpm攪拌，金屬離子在堿作用下發(fā)生沉淀，當(dāng)無沉淀再生成，停止滴加KOH?溶液，分離沉淀物；

3）將分離后的沉淀物制成懸濁液，固液質(zhì)量比為1：4~1：8，向該懸濁液中繼續(xù)滴加50%~70%?的KOH?溶液，直至pH值至10~13為止，滴加時在300~400?rpm下攪拌，滴加完成后將懸濁液在室溫下老化24~48?h，分離沉淀物，在70~90℃下烘干，即制成水滑石。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用電鍍廢水中的金屬離子，制備具有廣泛應(yīng)用范圍的水滑石，實(shí)現(xiàn)廢物利用，并能去除電鍍廢水中的重金屬，合成得到的水滑石雖然含有多種金屬，從純度上來講可能不能滿足高層次的（比如醫(yī)藥化工方面）的需要，但作為有水滑石結(jié)構(gòu)的材料來講可以作為吸附材料，繼續(xù)用于環(huán)境治理。

具體實(shí)施方式