[发明专利]层状金属氢氧化物的应用

说明书

层状金属氢氧化物的应用，本发明涉及快速高效吸附全氟辛烷磺酸（PFOS）的层状金属氢氧化物（LDHs），金属组成分别为：铜镁铁、铜镁铝及锌铝。本发明所述层状金属氢氧化物对地下水或地表水中低浓度PFOS（0.05‑1 mg/L）具有快速高效的吸附能力，且水体中常见的阴离子如氯离子、碳酸氢根离子及有机酸等对PFOS在LDHs上吸附的影响甚微。吸附后的LDHs在50%的甲醇中解吸1 h可完成吸附剂的再生。所述层状金属氢氧化物在吸附PFOS时适用较广的pH范围（5.0~11.0）。

技术领域

本发明涉及水污染控制技术领域，具体涉及层状金属氢氧化物的应用。

背景技术

全氟化合物是一类稳定的人工合成化学物质，因其具有优良的表面性能，在灭火剂、感光材料表面处理剂、纺织品和皮革的处理剂等药剂中得以广泛的应用。其中，PFOS因在全球范围内水环境中检出频繁而得到密切关注。已有研究表明，PFOS对免疫系统有一定的抑制作用并具有生物累积性，目前已被列入持久性有机污染物名单。PFOS中碳氟键键能高，难以被传统化学和生物技术降解去除。吸附法是水中有机污染物去除的常用方法之一，具有简单易行等优点。传统吸附剂中，活性炭因具有原料广泛、成本低廉等优点而得到广泛应用，同时由于其大的比表面积，丰富的官能团而对多种有机物都具有良好的吸附性能。研究表明活性炭对PFOS的吸附性能良好，但吸附平衡和解吸再生时间长。此外，离子交换树脂也是研究较多的PFOS吸附剂之一，具有吸附容量大等特点，但除吸附平衡时间长外，还易受水中其它阴离子竞争吸附的影响。因此，研发一种吸附速度快，不易受水中常见阴离子影响的吸附剂对PFOS的去除具有重要意义。

层状金属氢氧化物(LDHs)是一种阴离子型矿物，具有合成方法简单、比表面积较大、层板金属可变等优点，近年作为催化剂和吸附剂得到了广泛的研究。目前，文献报道对PFOS的吸附研究，多采用镁铝型LDHs。虽然吸附速率快，但吸附容量较低。由于LDHs层板金属的可调控性，不同金属组成LDHs的表面及层间特性具有差异，从而影响其对PFOS的吸附性能。因此，确定吸附PFOS性能优良的金属组成对其高效去除具有重要意义。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种层状金属氢氧化物的应用，所涉及的三种LDHs对PFOS去除速率极快，吸附量高，经再生后可循环使用，pH适用范围广。

技术方案：层状金属氢氧化物在吸附水体中全氟辛烷磺酰基化合物中的应用。

层状金属氢氧化物在制备吸附水体中全氟辛烷磺酰基化合物产品中的应用。

优选的，上述层状金属氢氧化物的金属组成为铜镁铁、铜镁铝或锌铝的氢氧化物。

优选的，上述水体的pH值范围为5.0～11.0。

上述总二价金属与三价金属的摩尔比为3:1，含有两种二价金属的摩尔比为1:1。

具体合成方法如下：1)取相应金属盐溶于蒸馏水中使总金属浓度为0.8mol/L，其中二价金属与三价金属摩尔比为3:1，二价金属之间的摩尔比为1:1；将上述混合金属溶液以1滴/秒的速率滴加到蒸馏水中，同时采用混合碱溶液控制反应过程中pH值为10，所述混合碱溶液为3.0mol/L NaOH和1.0mol/L Na₂CO₃；2)反应过程搅拌速率为150r/min，反应温度为30℃；3)将滴加完混合金属溶液后获得的悬浮液在40℃条件下水浴老化22h，离心去除上清液并反复水洗三次后，在甲醇中分散1h；4)移除甲醇，在100℃的烘箱中干燥得层状金属氢氧化物。

上述制备得到的层状金属氢氧化物的粒径不大于10μm。