[发明专利]一种甘氨酸改性FeMg-LDH及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种甘氨酸改性FeMg‑LDH及其制备和应用，是将水溶性镁盐和水溶性铁盐溶于水中得到第一溶液，甘氨酸溶于水中，并调节溶液的pH值为9～12，得到第二溶液，将第一溶液加入第二溶液中并控制溶液体系的pH值在9.5～10.5以析出沉淀，收集沉淀得到吸附剂甘氨酸改性FeMg‑LDH。本发明制备的甘氨酸改性FeMg‑LDH能够高吸附容量、高选择性地吸附水中的As(V)阴离子HAsO₄^2‑，饱和吸附量可达810mg/g以上。

技术领域

本发明属于水处理吸附材料技术领域，涉及层状双金属氢氧化物(LDH)吸附剂，特别是涉及一种甘氨酸改性的LDH吸附剂。本发明吸附剂能够高选择性吸附水中的含氧阴离子HAsO₄^2-。

背景技术

含氧阴离子，如铬酸盐(CrO₄^2-或Cr₂O₇^2-)、砷酸盐(HAsO₄^2-或AsO₄^3-)和磷酸盐(PO₄^3-)等重金属离子具有很强的毒性，很难去除，是破坏淡水系统平衡的主要来源。

近年来，吸附技术常常被用来对重金属离子进行吸附，并取得了一定的成效。CN108187604A、CN 106999909A和CN 108905974A等公开了一系列关于有毒含氧阴离子处理的吸附剂，涉及金属氧化物、金属氢氧化物和金属有机络合物。但这些吸附剂大多对于相同电荷离子的吸附没有选择性。因此，合成对特定含氧阴离子具有选择性吸附的材料是非常值得研究的。

CN 109126717A公开了一种铁基吸附剂，是将基础碱液与六偏磷酸钠溶液或碳载六偏磷酸钠溶液同步混入混合铁基溶液中干燥研磨得到。铁基吸附剂具有较强的抗酸性能、吸附性能和稳定性，可以实现pH值2～13的水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Cr(VI)、As(V)、Hg(II)、Se(IV)的去除。

虽然研究表明，Fe元素对As元素具有亲和力，但是当As(V)与其它离子竞争时，其吸附能力在一定程度上受到了限制。

层状双金属氢氧化物(LDH)具有高的比表面积和热稳定性，因此作为吸附剂材料倍受重视，有望在去除含氧阴离子方面有所应用。

但由于同种电荷的排斥作用，LDH在含氧阴离子上的吸附能力仍然很低。另外，LDH对不同含氧阴离子的选择性吸附能力较差。因此，通过改性或其它方法来提高LDH的吸附容量和选择性是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的是提供一种甘氨酸改性FeMg-LDH及其制备方法，本发明制备的甘氨酸改性FeMg-LDH能够高吸附容量、高选择性地吸附水中的As(V)阴离子HAsO₄^2-。

本发明所述的甘氨酸改性FeMg-LDH是以下述方法制备得到的：将水溶性镁盐和水溶性铁盐溶于水中得到第一溶液；甘氨酸溶于水中，并调节溶液的pH值为9～12，得到第二溶液；将所述第一溶液逐滴加入第二溶液中，并控制溶液体系的pH值在9.5～10.5，以析出沉淀；收集沉淀得到吸附剂甘氨酸改性FeMg-LDH。

其中，所述水溶性镁盐与水溶性铁盐的摩尔比为1～3∶1。

本发明所述的水溶性镁盐和水溶性铁盐可以是任何一种水溶性无机盐，如氯酸盐、硫酸盐或硝酸盐，本发明优选使用其硝酸盐。

进一步地，本发明优选使用的第一溶液的浓度为0.3～1.5mol/L。

相应地，所述第二溶液的浓度优选为0.2～0.5mol/L。