[发明专利]一种氨基功能化离子液体/类水滑石复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基功能化离子液体/类水滑石复合材料；本发明还涉及所述复合材料的制备方法及其在去除水体中污染物方面的应用。

背景技术

类水滑石（简写LDH）是一类二维纳米阴离子粘土，其组成通式可表示为[M_1-x²⁺M_x³⁺(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n·mH₂O，其中M²⁺指二价金属阳离子，M³⁺指三价金属阳离子，x为M²⁺与M³⁺的摩尔比，A^n-为层间可稳定存在的阴离子，具有水滑石层状结构，因其片层元素组成和电荷密度可调、层间客体分子、晶体尺寸可控，以及生物毒性低等优点，已在有机催化、聚合物添加剂、生物医药、环境保护等诸多领域呈现了良好的应用前景。值得特别指出的是，因层板上部分M²⁺被M³⁺取代而产生的过剩正电荷，可以吸引层间阴离子客体来平衡，也可通过离子交换的方式插入其他阴离子型客体分子。因此，类水滑石在对阴离子物质吸附去除方面拥有先天性的优势[K H Goh, T T Lim, Z Dong. Application of layered double hydroxides for removal of oxyanions: A review. Water Res., 2008, 42: 1343~1368]。但是在实际使用过程中，类水滑石本身容易发生团聚，使其吸附性能下降，尤其对于一些非离子型客体物质，很难进入类水滑石层板间，只能借助有限的功能基团通过分子间氢键对其进行吸附，而非离子型客体分子与层板界面相容性较差，从而大大限制了其在污染物去除方面的实际应用。目前通常对类水滑石进行表面有机修饰来解决这一问题，如采用表面活性剂十二烷基磺酸盐对类水滑石进行表面修饰后，发现对噻吩的吸附去除性能明显高于没有修饰的类水滑石[Q Zhao, Z Chang, X Lei, X Sun. Adsorption Behavior of Thiophene from Aqueous Solution on Carbonate- and Dodecylsulfate-Intercalated ZnAl Layered Double Hydroxides. Ind. Eng. Chem. Res. 2011, 50, 10253~10258.]；采用十二烷基硫酸根修饰后的类水滑石对水中阴离子染料酸性橙Ⅱ的吸附实验表明，修饰后大大提高了其对染料的吸附去除率，缩短了吸附时间[吴盼盼,方婷婷,于欢,等. 有机改性镁铝层状氢氧化物对酸性橙Ⅱ的吸附研究[J]. 环境科学学报, 2013，33(6):1576-1584.]。从现有的报道我们发现，通过对类水滑石表面进行不同的有机改性，已在吸附去除非离子型污染物方面得到了广泛应用，然而采用氨基功能化离子液体对类水滑石进行表面修饰，并用于水体中酚类染污物的吸附去除仍未见报道。