[发明专利]一种纳米吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种纳米吸附材料及其制备方法。

背景技术

众所周知，印染废水的用水量较大，每印染加工1吨纺织品需耗水100-200吨，其中的80％-90％成为废水。纺织印染业废水排放量占全国工业废水统计排放量的第5位，而印染废水约占纺织印染业废水的80％。每年产生的印染废水约为11.3×10⁸t，每天排放量(300～400)×10⁴t。印染废水中，酸性偶氮类染料是主要的污染物之一。偶氮类染料废水具有废水排放量大、色度高、成分复杂、COD浓度高、毒性大等特点。大量的印染废水的排放已经造成了严重的水污染和生态破坏。

常见的水处理技术有吸附、沉淀、离子交换、膜分离、反渗透、电解等。吸附作为水处理中最古老，最成熟的工艺，已经被广泛的应用于生活和工业废水的处理中。吸附法特别适合低浓度印染废水的深度处理，具有投资小、方法简便、成本低的特点，适合中小型印染厂废水的处理。目前，最常用的吸附材料是活性炭，离子交换树脂等。但是，活性炭的选择性较差、再生费用高；而离子交换树脂价格相对较高。而且，普通的吸附材料不容易回收再利用，容易造成二次污染。因此，研究开发新型的容易再生的新型吸附材料势在必行。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种纳米吸附材料及其制备方法，该纳米吸收材料可再生性良好，使用寿命长，对酸性染料具有较高的吸附容量和较快的吸附速率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种纳米吸附材料，为四氧化三铁/石墨烯/镁铝双氢氧化物复合材料，其中各元素摩尔比为Fe∶Mg∶Al∶C＝(0.18～0.27)∶(0.33～0.82)∶(0.17～0.44)∶(0.17～0.83)。

作为优选，所述Fe₃O₄颗粒粒径为5nm～15nm，镁铝双氢氧化物粒径为1μm～2μm。

一种纳米吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

a)溶液法一步合成四氧化三铁/石墨烯复合物：在N₂气保护下将FeCl₃和FeCl₂加入到氧化石墨烯溶液中，将pH调至9-11，然后加入水合肼溶液还原；

b)水热法一步合成四氧化三铁/石墨烯/镁铝双氢氧化物复合材料：将制得的四氧化三铁/石墨烯复合物悬浊液与六水合氯化镁、六水合氯化铝和六亚甲基四胺的水溶液混合，放入水热釜中进行水热反应。

作为优选，所述氧化石墨烯溶液的浓度为0.5mg/mL～1.5mg/mL。

作为优选，所述水合肼溶液的质量百分比浓度为20％～40％，加入量为15mL～25mL/(1g氧化石墨烯)。

作为优选，所述加入水合肼溶液还原的反应温度为80℃～100℃。

作为优选，所述六水合氯化镁的水溶液浓度为0.1mmol/mL～0.15mmol/mL。

作为优选，所述六水合氯化铝的水溶液浓度为0.05mmol/mL～0.075mmol/mL。

作为优选，所述六亚甲基四胺的水溶液浓度为0.2mmol/mL～0.325mmol/mL。

作为优选，制备过程中使用的各元素摩尔比为Fe∶Mg∶Al∶C＝(0.18～0.27)∶(0.33～0.82)∶(0.17～0.44)∶(0.17～0.83)。

本发明提供的纳米吸附材料生产工艺简单，具有吸附容量大、吸附速率快、再生性好、可磁性分离、使用寿命长等特点，对常见的低浓度印酸性染料废水的吸附去除率能达到99％以上，达到深度处理的效果。其中少量石墨烯的添入大大提高了吸附材料整体的吸附性能并增强了材料的稳定性和机械强度，避免了纳米材料随水体流失造成二次污染的危险。

附图说明

图1为实施例1制备的四氧化三铁/石墨烯复合物的透射电镜图；

图2为实施例1制备的四氧化三铁/石墨烯/镁铝双氢氧化物复合材料的扫描电镜图；

图3为实施例1制备的四氧化三铁/石墨烯/镁铝双氢氧化物复合材料的透射电镜图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。