[发明专利]一种有机阴离子插层改性镁铝层状双氢氧化物吸附剂在审

专利信息
申请号: 201910640127.2 申请日: 2019-07-16
公开(公告)号: CN110215895A 公开(公告)日: 2019-09-10
发明(设计)人: 吕海霞;胡凯 申请(专利权)人: 福州大学
主分类号: B01J20/08 分类号: B01J20/08;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
代理公司: 福州元创专利商标代理有限公司 35100 代理人: 蔡学俊
地址: 350108 福建省福州市闽*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 镁铝层状双氢氧化物 有机阴离子 插层改性 碳链长度 吸附材料 吸附剂 插层 制备工艺领域 阳离子染料 阴离子染料 吸附容量 月桂酸钠 醋酸钠 改性剂 共沉淀 亲和性 辛酸钠 层间 合成
【说明书】:

发明公开了一种有机阴离子插层改性镁铝层状双氢氧化物吸附剂,属于吸附材料制备工艺领域。本发明利用醋酸钠、辛酸钠或月桂酸钠为改性剂,以共沉淀法制备的镁铝层状双氢氧化物为载体,合成一种具有不同碳链长度的有机阴离子插层镁铝层状双氢氧化物吸附材料。本发明通过在镁铝层状双氢氧化物的层间插层不同碳链长度的有机阴离子,增加其对水溶液中阴离子染料和阳离子染料的亲和性,吸附容量可达到435.6和178.3 mg/g。

技术领域

本发明属于吸附材料制备工艺领域,具体涉及一种有机阴离子插层改性镁铝层状双氢氧化物吸附剂的制备及应用。

背景技术

由于人类社会的飞速发展,各种类型的污染物被直接排放到水体中,对环境造成了严峻的影响。吸附法作为一种污水处理方法,由于其具有成本低、效率高、操作简单、耗时短等优点,已经得到了大规模的运用。在实际生活中,多种不同的污染物常常会同时出现在水体中,如阴离子染料和阳离子染料。然而天然或人工合成的吸附剂只能吸附一类或一种污染物,并且循环再生性较差。因此,开发具有较高吸附容量、可循环再生的一些新型吸附材料以去除水溶液中的多种污染物仍然是必不可少的。

层状双金属氢氧化物具有分层多孔结构,高比表面积和层间阴离子交换能力等特点,已被报道作为潜在的吸附剂进行污水处理[Journal of Molecular Liquids, 2018,249: 254–264] [Applied Clay Science, 2016, 119: 132–140]。但天然或人工合成的无机LDHs大部分具有亲水性表面结构,易与水分子等极性分子结合,而对一些疏水性的有机分子去除效果较差。

醋酸钠、辛酸钠与月桂酸钠是具有不同碳链长度的有机酸。为了提高层状双氢氧化物吸附剂对有机阴离子染料和阳离子染料的吸附能力,我们将醋酸钠、辛酸钠与月桂酸钠插层到镁铝层状双氢氧化物的层间,通过疏水相互作用、静电相互作用与氢键等,增加改性后的层状双氢氧化物与阴离子和阳离子染料的亲和性,可以有效地提高层状双氢氧化物的吸附能力。目前,尚无将醋酸钠、辛酸钠与月桂酸钠插层改性层状双金属氢氧化物应用于水样中阴离子和阳离子染料的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机阴离子插层改性镁铝层状双氢氧化物吸附剂。通过以共沉淀法合成的镁铝层状双氢氧化物为载体,在其层间插层不同碳链长度的有机酸,增加了对有机阴离子染料和阳离子染料的亲和性,提高了吸附剂的吸附性能,其对于环境中染料吸附富集能力良好。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

(a) 向250 mL的三口瓶加入Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O和碳酸钠,将4 M NaOH逐滴加入到上述混合液中使溶液pH值恒定为11±0.2左右,然后将混合液在60-80 ℃下恒温搅拌0.5-1.5 h,然后再静置老化3-5 h,得到碳酸根插层的双层氢氧化物,记为C1-LDH。

(b) 向250 mL的三口瓶加入Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O和醋酸钠,将4 MNaOH逐滴加入到上述混合液中使溶液pH值恒定为11±0.2左右,然后将混合液在60-80 ℃下恒温搅拌0.5-1.5 h,然后再静置老化3-5 h,得到醋酸根插层的双层氢氧化物,记为C2-LDH。

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