[发明专利]一种噻吩吸附剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，提供了一种去除水溶液中噻吩的净化处理剂及其处理方法。

背景技术

噻吩存在于许多废水中，例如焦化废水、采油与炼油废水、染料工业废水、医药工业废水和树脂工业废水等。噻吩是一种具有生物毒性的有机硫化物，可以和其他有机污染物发生协同增强作用，提高其毒性，如果不加处理直接排放到水体中，会对环境造成极大的危害。

噻吩是含有一个杂原子的五元杂环化合物中最稳定的一个，目前工业应用中去除噻吩主要采用吸附、萃取等手段。一些学者，为了处理含硫废水尝试了很多方法，例如氧化分解法(Environ.Sci.Technol.，2003，37：452)、活性炭吸附法(Trans.IChemE B，2007，85：521)、湿法氧化法(JP 80-91122)、电吸附法(J.Colloid.Interf.Sci.，2005，290：190)和生物降解法(Hydrometallurgy，2001，62：93)，但是这些方法都存在处理成本高，工艺复杂，处理效果不是很理想的问题。找到一种廉价的，具有高吸附容量的新型吸附剂是当前研究的热点。例如：在文献(J.Colloid Interf.Sci.，2005：487)中，Xue等人利用金属离子交换法，制备得到了铈改性的Y型沸石分子筛，在80℃下研究了其对汽油中噻吩的吸附性能，发现其平衡吸附量是0.022mmol/g。吸附法是一种脱除液相中溶质的有效方法，而且吸附过程可以在常温常压下进行，因此研究发明一种廉价、吸附容量大的吸附剂，对含噻吩废水的净化处理势必有重大的意义。

层状双羟基复合金属氧化物(LDHs)一般用以下公式表示：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)²]^x+(A^n-)_x/n·mH₂O，其中M²⁺和M³⁺分别代表二价和三价金属离子，x为M³⁺/(M²⁺+M³⁺)的摩尔比，A^n-为层间阴离子。LDHs具有很多特殊的性能，例如：高的比表面积(20-120m²/g)、很强的离子交换能力、层板上存在有正电荷、“记忆效应”(即：将LDHs加热到至一定温度时，可形成较稳定的双金属氧化物(LDO)，LDO与客体阴离子溶液反应，可部分恢复成具有有序层状结构的LDHs)。这些性能使LDHs在吸附脱除水中阴离子型污染物方面有广阔的应用前景。如中国发明专利ZL 200510086330.8、ZL 200510102668.8和ZL200510086350.5和ZL 200910093642.X分别介绍了LDHs和CLDH对F-、Cl-、Br-和S₂O₃^2-离子的吸附脱除功能，目前在学术和工业研究上引起了人们的广泛关注。改性之后的水滑石，即Modified Organo-LDHs，使LDHs原本亲水的表面变成了疏水的表面，层空间进一步扩大，这些显著的变化使其吸附脱除水中一些非离子型的有机污染物成为了可能。本发明即介绍了LDHs及其改性LDHs对噻吩的吸附脱除性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效吸附水溶液中噻吩的吸附剂及其吸附方法，从而达到净化水体的目的。

本发明提供的能有效吸附水溶液中噻吩的吸附剂是层状双羟基复合金属氧化物LDHs或改性LDHs；

所述的LDHs是层间阴离子为碳酸根的锌铝水滑石，简写为ZnAL-CO₃-LDH，其中锌与铝的摩尔比是2∶1。

所述的改性LDHs是用十二烷基硫酸钠(SDS)作为改性剂，通过共沉淀的方法制备得到的改性锌铝水滑石，简写为SDS-ZnAl-LDH；其中锌与铝的摩尔比是2∶1；SDS所占的质量分数是44.4％。

SDS-ZnAl-LDH的制备是通过共沉淀的方法，将两种金属盐(Zn(NO₃)₂.6H₂O，Al(NO₃)₃.9H₂O)和十二烷基硫酸钠(SDS)配置成反应液，滴加稀NaOH溶液使pH值维持在7，再晶化即得到SDS-ZnAl-LDH。

用上述吸附剂吸附含噻吩水溶液的具体方法如下：