[發明專利]類水滑石/凹凸棒復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 201310284089.4
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103301804A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 徐惠;陸海林;陳泳;吳軍霞;張寶騫
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明屬于環保吸附材料領域，具體涉及用于水處理的類水滑石/凹凸棒復合材料的制備方法。

背景技術

類水滑石是一種雙金屬氫氧化物，是由二價和三價金屬離子組成的具有水滑石層狀晶體結構的混合金屬氫氧化物，其中層片中由于部分二價金屬離子被三價金屬離子同晶置換而帶有剩余正電荷，稱為結構正電荷。天然的水滑石Mg6Al(OH)₁₆CO₃.4H₂O在自然界存在較少，主要由人工合成。由于類水滑石具有層狀結構、可交換陰離子和永久正電荷等晶體結構特性，因而在催化劑、污水處理等方面有潛在的應用價值。

凹凸棒黏土是一種鏈層狀結構的含水鎂鋁硅酸鹽礦物，它的天然納米通道和納米晶體使之擁有發達的內外比表面積。凹凸棒黏土具有結構、化學性質穩定、原材料豐富等特點，利用凹凸棒黏土作為吸附劑，處理重金屬廢水，以及為了提高其吸附性能，通過活化凹凸棒黏土、有機化凹凸棒黏土處理重金屬廢水，都已有大量的報道。但是其吸附能力有限，主要是通過物理吸附和離子交換吸附，而且存在吸附不完全，投料量大，再生性能不佳等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種類水滑石/凹凸棒復合材料的制備方法。

本發明是類水滑石/凹凸棒復合材料的制備方法，其步驟為：

（1）將凹凸棒黏土加入蒸餾水進行攪拌分散0.5h，配置成0.01-0.03%懸浮溶液；

（2）依次加入表面活性劑、硝酸鎂、硝酸鋁，攪拌0.5h；

（3）攪拌中緩慢滴加含堿、碳酸鈉的混合溶液，滴加完成后繼續攪拌1h；

（4）攪拌完成后靜置老化1h；

（5）抽濾至中性，在60℃烘干，得到白色復合材料成品。

本發明的有益之處是：1.利用凹凸棒的大比較面積，提高了類水滑石的利用率，充分發揮了兩者特有的吸附性能。2.在pH=6.0的酸性條件下，對金屬陽離子具有良好的吸附性能。3.用少量的類水滑石對凹凸棒土進行表面改性，成本更低，也具有良好的處理效果。4.用適量的洗脫劑進行洗脫，洗脫后的復合材料再生性能良好。

附圖說明

圖1?為實施例1的復合材料、純類水滑石和凹凸棒黏土的吸附容量對比。

圖2?為實施例1的電鏡掃描圖片。

圖3?為復合材料吸附Ni(Ⅱ)的等溫吸附圖。

具體實施方式

本發明是類水滑石/凹凸棒復合材料的制備方法，其步驟為：

（1）將凹凸棒黏土加入蒸餾水進行攪拌分散0.5h，配置成0.01-0.03%懸浮溶液；

（2）依次加入表面活性劑、硝酸鎂、硝酸鋁，攪拌0.5h；

（3）攪拌中緩慢滴加含堿、碳酸鈉的混合溶液，滴加完成后繼續攪拌1h；

（4）攪拌完成后靜置老化1h；

（5）抽濾至中性，在60℃烘干，得到白色復合材料成品。

以上所用的凹凸棒黏土為純土。以上混合溶液的堿摩爾比為0.1～0.6mol/L。所述的堿為氫氧化鈉，或者氨水。所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸，或者硅烷偶聯劑。

本發明在凹凸棒黏土表面進行負載，可以有效的降低成本。類水滑石對凹凸棒黏土還具有改性作用，改性后的復合材料成本低，具有很好處理效果。1.本發明制備的類水滑石是以碳酸根離子為層間陰離子，碳酸根離子水解后產生-OH，金屬離子與-OH生成氫氧化物沉淀。2.復合材料表面離子配位不飽和時，在水溶液中可與水配位而形成羥基化表面。表面的MeOH基團在溶液中可與金屬陽離子和各種陰離子產生專屬吸附，生成表面配位絡合物。3.可容許進入水滑石層的M²⁺和M³⁺要與Mg²⁺有相近的離子半徑。當某種金屬陽離子與Mg²⁺有相近的離子半徑，?該金屬離子進入類水滑石層板中，與Al³⁺離子組合，形成新的多元類水滑石。達到去除污染的目的。