[发明专利]赤泥改性方法、改性物及其在吸附艳蓝染料中的应用

说明书

技术领域

本发明属于吸附剂材料研究领域，特别涉及赤泥改性方法、改性物及其在吸附艳蓝染料中的应用。

背景技术

赤泥(Red Mud，简称RM)是氧化铝生产过程中产生的废渣，因为外观呈红色，因此称为赤泥。目前，平均每生产1吨氧化铝就会排出1-2吨(干重)赤泥。近年我国氧化铝产业高速发展，据中国铝业股份有限公司发布的年报显示，2011年我国氧化铝生产量为3881万吨，约占世界总产量的30%，产生的赤泥在4000万吨以上;目前我国赤泥综合利用率仅为4%，累积堆存量达到2.5亿吨。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加，大量赤泥的长期堆积，不仅占用了土地资源，而且带来了很多生态环境问题和安全隐患。如何解决其大量堆存导致的环境、安全与资源浪费的问题，是目前学术界和工业界研究的热点问题。

李龙等人利用赤泥富含Al、Fe等三价金属离子的特点，通过往赤泥中引入适量的二价金属离子，如氧化镁等，通过焙烧还原，并将焙烧产物加入到足量碳酸钠溶液中，通过充分搅拌引入碳酸根阴离子及游离水，来成功地合成出具有层状结构的水滑石(Layered double hydroxides，LDH)(Influence of red Phosphorus on the Flame一Retardant properties of ethylene Vinyl acetate/Layered double hydroxides composites[J]，Iranian Polymer Journal.2012(21)：557-568)。

张峰等人的研究是利用镁铝水滑石(Mg-Al-CO₃-LDH)及其500℃下焙烧5h的产物，即失去了阴离子和层间水的层状金属氧化物(Mg-Al-LDO)来用作吸附剂吸附萘酚绿。实验结果表明LDO对萘酚绿具有良好的吸附效果，最高吸附量可以达到193.4mg/g(Removal of Naphthol Green Bfrom Aqueous Solution by Calcined Layered Double Hydroxides:Adsorption Property and Mechanism Studies[J]，Chinese Journal of Chemistry·2009(27):1767-1772)。该研究是通过对镁铝水滑石进行焙烧，去除层间的阴离子及游离水，来得到层状金属氧化物结构。

本方案是利用赤泥为原材料，直接合成层状双金属氧化物LDO结构，并在此基础上合成了层状双金属氢氧化物LDH结构，并研究了这两种吸附剂用于处理艳蓝染料模拟废水的应用。

发明内容

为了对于赤泥废物再利用，本发明对于赤泥进行了改性，制备了层状双金属氧化物LDO吸附剂，并提供了吸附剂在吸附艳蓝染料中的应用。

本发明的技术方案为：

赤泥改性方法，其步骤包括:

1)预处理:

赤泥水洗至中性，烘干，球磨后通过200目分样筛。

2)LDO合成:

将氧化镁、氧化锌或氧化镍的至少一种金属氧化物与赤泥混合均匀，金属氧化物与(Al+Fe)的摩尔比为1∶1-5∶1，在500-600℃下焙烧3-8h，得到LDO，经球磨，然后过200目筛。

进一步的，本发明提供对于LDO继续进行改性，还包括步骤3):按LDO:碳酸钠＝3∶1的质量比配置饱和碳酸钠溶液，并将LDO放入碳酸钠溶液中，充分搅拌8-12h，，将碳酸根阴离子及游离水引入其层间结构，合成LDH，作为另一种吸附剂材料。

艳蓝染料模拟废水的制备过程为:称取活性艳蓝染料分别溶于一定量的水中，配置浓度为20、50、100、200、400mg/L的模拟废水，每组样品均称取50ml模拟废水备用。

吸附剂吸附艳蓝染料的应用过程为，将0.1-1.0g赤泥改性物加入到50ml的20-400mg/L的模拟染料废水中，在15-45℃吸附温度下震荡5-150min;然后取上层清液，利用紫外-可见分光光度计测其吸光度，并计算其去除率。

优选的是，赤泥改性物添加量为0.1-0.8g。

优选的是，吸附的温度为15-35℃。

更加优选的是，吸附的温度为25℃。

优选的是，震荡时间为60-120min。

本发明的有益效果是：