[发明专利]焙烧态Ca-Al类水滑石吸附去除水中草甘膦的方法

说明书

一种焙烧态Ca‑Al类水滑石吸附去除水中草甘膦的方法，以焙烧态Ca‑Al类水滑石为吸附材料，吸附去除水中的草甘膦。所述焙烧态Ca‑Al类水滑石的制备过程包括：将摩尔比为3～5：1的氢氧化钙和氢氧化铝加入装有水的反应器中，搅拌混合，通入二氧化碳，升温至60～90℃，反应0.5～3小时；停止搅拌，在60～90℃下继续反应10～30小时，经脱水和干燥后，在400～600℃下焙烧1～5小时，粉碎。本发明涉及的焙烧态Ca‑Al类水滑石对水中草甘膦具有较高的吸附，且制备过程清洁，生产成本低廉，适于规模化应用。

技术领域

本发明属于水处理领域，特别涉及Ca-Al类水滑石吸附去除水中草甘膦的方法。

背景技术

草甘膦是一种除草有机磷农药，杀草谱广，杀草力强，广泛应用于农田果园、林业等领域。据统计，每生产1t草甘膦原药，要至少排放4倍的高浓度废水，其中的草甘膦含量约为0.9%，该废水可生化性差、治理难度大。当农田施加草甘膦以后，其通过介质迁移而进入到水体中。国际癌症研究机构已将草甘膦列入“可能对人类致癌”行列且流行病学研究发现草甘膦具有致突变作用、遗传毒性、发育毒性、细胞毒性和生殖毒性等。因此，草甘膦的去除已成为水处理领域的研究热点。

水滑石类材料具有典型的层板结构，层间阴离子可交换，层板中的阳离子可调控，且具有结构“记忆效应”，已广泛应用于高分子材料助剂、催化和吸附等领域。以水滑石为前驱体，经高温焙烧，可得到具有多孔结构和高比表面的焙烧态水滑石，对水中的染料、重金属、磷酸根离子、腐殖酸和草甘膦等具有较好的吸附去除性能（材料导报, 2015, 29(16):79-81；硅酸盐通报, 2017, 36(04): 1424-1429；Environmental Science and PollutionResearch, 2017, 24(23): 1-7）。与焙烧态Mg-Al水滑石相比较，焙烧态Ca-Al类水滑石的原材料成本更低，更适合作为廉价吸附材料大规模应用于水处理领域（氯碱工业, 2017,53(5): 33-35）。

然而，现有技术方案采用共沉淀法制备焙烧态Ca-Al类水滑石，并将其应用于吸附去除水中的污染物（化学学报, 2015, 73(11): 1207-1213）。共沉淀法制备工艺均以可溶盐（如氯化钙、氯化铝等）和碱（如氢氧化钠、碳酸钠）为原料，其原子利用率低，需要多次洗涤，排放大量含盐废水，生产成本较高，且吸附性能有待于进一步提升。因此，开发生产工艺清洁简单和成本低廉的焙烧态Ca-Al类水滑石，并使其对草甘膦具有高效吸附性能，仍然是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焙烧态Ca-Al类水滑石吸附去除水中草甘膦的方法，该方法所涉及的吸附材料焙烧态Ca-Al类水滑石具有吸附容量高、吸附速率快、制备过程清洁简单和生产成本低的特点。

本发明提供的焙烧态Ca-Al类水滑石吸附去除水中草甘膦的方法，以焙烧态Ca-Al类水滑石为吸附材料，吸附去除水中的草甘膦，其特征在于，所述焙烧态Ca-Al类水滑石的制备过程包括步骤：

（1）将氢氧化钙和氢氧化铝加入装有水的反应器中，其中，氢氧化钙与氢氧化铝的摩尔比为3～5：1，水与氢氧化钙的质量比为10～50：1，搅拌混合，通入二氧化碳，升温至60～90℃，反应0.5～3小时；

（2）停止搅拌，在60～90℃下继续反应10～30小时，再经脱水和干燥，得到Ca-Al类水滑石；

（3）将步骤（2）所得Ca-Al类水滑石在400～600℃下焙烧1～5小时，粉碎，得到焙烧态Ca-Al类水滑石。

进一步的，所述二氧化碳的压力为0.1～0.5MPa。

进一步的，所述焙烧态Ca-Al类水滑石的投加量为0.5～5g/L。

进一步的，所述水中的草甘膦浓度为10～100mg/L。