[发明专利]铁镁水滑石@膨润土复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种铁镁水滑石@膨润土复合材料及其制备方法和应用，该复合材料包括膨润土和负载在膨润土表面的铁镁水滑石。其制备包括：将含有碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠中至少一种物质的混合溶液滴加到镁盐、三价铁盐和膨润土的混合液中，共沉淀反应，直至溶液pH值为9.5～10，老化，洗涤，干燥，研磨，过筛，得到上述复合材料。本发明铁镁水滑石@膨润土复合材料具有成本低廉、吸附量大、稳定性好等优点，是一种绿色、环保、经济的新型吸附剂，可广泛用于处理重金属废水，且能够实现对废水中重金属的高效、彻底去除，使用价值高，应用前景好。

技术领域

本发明属于环保吸附材料技术领域，涉及一种铁镁水滑石@膨润土复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

重金属具有很强的化学稳定性和生物难降解性，不能通过自然生物过程被降解，可以长期存在水体中，会对生物的神经系统、组织器官造成损害，持续造成严重的环境和健康问题。目前，为了减少重金属污染物对环境的污染，光催化降解、膜过滤、絮凝与沉淀、电化学处理以及吸附等技术被应用于重金属污染的治理中，其中吸附法处理重金属污染水体因具有操作简单、投资少、处理后出水水质好等特点而受到重视，但大部分吸附剂因存在吸附能力低、成本高、稳定性差等缺陷，使得现有吸附剂并不能广泛应用于治理重金属污染水体，因而需要开发更加高效、环保、低成本的吸附剂材料。

膨润土常被运用于污染水体的处理过程中，它一种以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，由于蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构，对很多污染物展现出一定的吸附能力。然而，根据以往的研究，膨润土对于重金属的吸附主要是通过阳离子交换，由于其吸附位点少，导致其吸附能力较差，难以实现对水体中重金属的有效去除。另外，在本申请发明人的实际研究过程中还发现：将膨润土与水滑石材料(如镁铝水滑石、钴铝水滑石)进行复合时，所得复合材料仍然存在吸附量低、稳定性差等缺陷，同时还存在制备工艺复杂、成本较高等问题。因此，获得一种成本低廉、吸附量大、稳定性好的复合吸附材料以及与之配套的工艺简单、操作方便、反应条件温和、成本低、生产效率高、生产周期短、产品收益率高的制备方法，对于低成本、高效、环保的去除水体中的重金属离子具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、吸附量大、稳定性好的铁镁水滑石@膨润土复合材料，还提供了一种工艺简单、操作方便、反应条件温和、成本低、生产效率高、生产周期短、产品收益率高的铁镁水滑石@膨润土复合材料的制备方法，以及该铁镁水滑石@膨润土复合材料在处理重金属废水中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种铁镁水滑石@膨润土复合材料，所述铁镁水滑石@膨润土复合材料包括膨润土和铁镁水滑石，所述铁镁水滑石负载在膨润土表面。

上述的铁镁水滑石@膨润土复合材料，进一步改进的，所述铁镁水滑石@膨润土复合材料呈花瓣状结构；所述铁镁水滑石呈片状结构；所述铁镁水滑石@膨润土复合材料的比表面积为154m²/g。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的铁镁水滑石@膨润土复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将镁盐、三价铁盐、膨润土与水混合，得到混合液；

S2、将含有碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠中至少一种物质的混合溶液滴加到步骤S1中得到的混合液中进行共沉淀反应，直至溶液pH值为9.5～10；

S3、将步骤S2中经共沉淀反应后得到的产物老化，洗涤，干燥，研磨，过筛，得到铁镁水滑石@膨润土复合材料。

上述的制备方法，进一步改进的，步骤S1中，所述膨润土、镁盐、三价铁盐的比例为1g～10g∶0.04mol∶0.04mol。

上述的制备方法，进一步改进的，步骤S1中，所述膨润土、镁盐、三价铁盐的比例为1g∶0.04mol∶0.04mol。