[发明专利]一种改性水滑石基镁铝氧化物的制备方法及应用

说明书

本发明属于有机染料废水处理领域，涉及一种改性水滑石基镁铝氧化物的制备方法及应用。本发明公开的制备方法以水滑石为原料，通过溶剂热反应、高温焙烧制备对阴离子染料具有高吸附活性的氧化镁吸附剂，其表面具有大量片状结构。本发明通过调控氧化镁表面形貌，增加吸附活性位密度，提高吸附活性，同时拥有原料廉价易得、反应条件温和、合成工艺简单等优点，具有良好的经济和社会价值。

技术领域

本发明涉及有机染料废水处理技术领域，具体地说涉及一种改性水滑石基镁铝氧化物的制备方法及应用。

背景技术

随着纺织、塑料和皮革工业的发展，大量废水排放到环境中，对人类生存造成严重威胁。目前开发了光降解、吸附、生物处理、化学混凝法等许多技术去除废水中的有机染料，其中吸附法被认为是最有效、最经济的方法。

水滑石是一种层状双金属氢氧化物(LayeredDoubleHydroxide，LDH)，是由带正电的主体层板、填充于层板间的阴离子以及水分子等组成。由于水滑石具有层板金属阳离子多变性层、间距可调变性以及层间阴离子可交换性的特点，及其无毒、制备方便、成本低廉等优点，在有毒废水处理中受到了广泛的关注。Li等人在高压釜中通过相转移法制得Mg(OH)₂材料，以其为前驱体制备具有纳米层状结构氧化镁，对刚果红染料的吸附性能高达2650mg/g。中国专利CN201611147020.7以硝酸镁和碳酸钠为原料，以硅酸钠为分散剂制备高容量氧化镁吸附剂，其对刚果红的吸附活性为3200mg/g，开发和设计高活性吸附剂为染料废水处理技术奠定基础。

综上所述，本领域技术人员需要开发吸附性能稳定，原料低廉、制备工艺简单和吸附容量高的吸附剂，来适应实际需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改性水滑石基镁铝氧化物的制备方法及染料吸附剂应用，提供一种吸附容量大，再生循环稳定性良好的改性水滑石基镁铝氧化物吸附剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：将一定量自制或市售镁铝水滑石加入适量混合溶剂搅拌均匀，调节pH值，在密封反应器溶剂热处理，反应后产物经过滤、水洗、干燥、高温焙烧，合成对阴离子染料具有吸附性能的吸附剂。

进一步地，所述混合溶剂为乙醇、乙二醇、丙醇、丁醇、水中的任意一种或任意几种的混合物。

进一步地，所述调节pH值为9~11，以氢氧化钠、氢氧化钾和氨水为碱源。

进一步地，所述溶剂热反应温度为120~180℃，反应时间为2~10小时。

进一步地，所述密封反应器为静置或搅拌反应器。

进一步地，所述镁铝水滑石的镁铝摩尔比2.0~4.0。

改性水滑石基镁铝氧化物的制备方法，包括以下步骤：

（1）将一定量镁铝水滑石加入适量混合溶剂，在室温下搅拌30分钟至均匀，用碱液调节pH值为9~11，继续搅拌上述混合物20分钟。

（2）在密封反应器进行溶剂热处理，反应温度为120~180℃，反应时间为2-10小时，反应产物经过滤、水或乙醇洗涤，80℃干燥6-12小时。

（3）反应产物在马弗炉中500-650℃高温焙烧2~6小时，改性水滑石基镁铝氧化物吸附剂制备合成对阴离子染料具有吸附性能的吸附剂。

本发明的有益效果体现在：

1.本发明以水滑石为前驱体制备的层状镁铝氧化物，比表面积大和高等电点的特性，有助其对阴离子染料的吸附，另外改性镁铝氧化物表面具有大量的纳米晶片（150纳米左右），晶界的存在增加了氧化镁碱性强度和碱性数量，大幅提高吸附剂的吸附活性。