[发明专利]一种拟薄水铝石微球的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种拟薄水铝石微球的制备方法及其应用。这种拟薄水铝石微球的制备方法，包括以下步骤：1)将硫酸铝、酰胺类沉淀剂和水混合，得到反应液；2)将反应液置于水热釜中进行水热反应，得到拟薄水铝石微球。同时还公开了这种拟薄水铝石微球在吸附水中染料的应用。本发明拟薄水铝石的制备方法简单，反应条件温和，所制成的拟薄水铝石微球对偶氮染料刚果红吸附性能优异。

技术领域

本发明涉及无机材料技术领域，特别是涉及一种拟薄水铝石微球的制备方法及其应用。

背景技术

在纺织、造纸、化妆品、印染等行业废水中含有大量有害的染料，这些染料的排放会影响水生生物的生长，破坏生态平衡，并沿着食物链进入人体，危害人类健康。目前，偶氮染料占全球所用染料的60％，其中，刚果红是一种典型的联苯胺类偶氮染料，它在生产和使用过程中具有流失率高、水质变化大、色度和化学需氧量高等特点，大量排放进入水体后对环境污染严重。目前，Fenton氧化、超临界水氧化、生物降解、光催化及新兴的等离子体法均可有效去除废水中的染料，但这些方法通常都具有工艺流程复杂、运行费用和能耗较高等缺点。吸附法具有不需要紫外光照射、能耗较低、能从废水中富集分离有机污染物、操作简单等优点，因而广泛的应用于染料的去除。因此，研制更多新型、实用的高吸附性能吸附剂对于改进吸附法处理印染废水的效果、降低处理成本具有重要的意义。

材料的吸附性能与其微观形貌、表面积、孔道结构和粒径大小等物理化学性质密切相关。拟薄水铝石作为一种氧化铝水合物，具有孔结构丰富、表面积高、表面羟基丰富和界面吉布斯自由能高等优点，在吸附领域应用广泛。

现有技术中，CN105879831A公布了一种γ-Al₂O₃吸附剂的制备方法，通过添加不同的表面活性剂聚苯乙烯磺酸钠、聚乙二醇和Pluronic嵌段共聚物，分别制备了长、宽约为1μm、高约为1-2μm且表面比较光滑的六方柱状微米级γ-Al₂O₃粒子，长、宽约为1μm、高约为1-2.5μm且表面粗糙的六方柱状微米级γ-Al₂O₃粒子，以及长、宽度约为1-1.5μm、高约为1-2.5μm且表面零星分布着少量片状结构的六方柱状微米级γ-Al₂O₃粒子，所制备的γ-Al₂O₃对刚果红的吸附量为416.1-496.2mg/g。CN101618312A通过添加酒石酸钾，实现了晶粒大小在一定范围内可控的一种拟薄水铝石和γ-Al₂O₃空心微球吸附剂的制备，但其对废水中刚果红的最大吸附量仅为95mg/g。CN101704538A公布了一种制备系列异形分级拟薄水铝石的水热方法，在较高的铝盐浓度范围内和相对较温和的水热反应条件下，通过逐渐增加向硝酸铝、氯化铝或其混合物与尿素形成水热体系中添加的硫酸盐的量，实现纺锤形纳米薄片、纺锤形纳米薄片组装体、椭球状纳米薄片组装体到三维花状结构和空心微球等系列异形分级拟薄水铝石的制备。目前的方法有采用氯化铝作为铝源制备拟薄水铝石，氯化铝有毒，且极易吸收水分并部分水解放出氯化氢而形成酸雾。

但迄今还没有以硫酸铝为铝源、以酰胺为沉淀剂和形貌调节剂，通过水热法制备高吸附性能介孔薄水铝石微球的报道。

发明内容

为了克服现有技术拟薄水铝石制备及应用存在的问题，本发明的目的在于提供一种拟薄水铝石微球的制备方法及其应用。

本发明提供一种无有机模板、条件相对温和的拟薄水铝石微球制备方法，所制备的拟薄水铝石微球粒子具有实心、核壳结构和空心等多样化形貌，并且对偶氮染料刚果红表现出较快的吸附动力学和较高的吸附量。

为了实现上述的目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明提供了一种拟薄水铝石微球的制备方法，包括以下步骤：

1)将硫酸铝、酰胺类沉淀剂和水混合，得到反应液；