[发明专利]一种处理罗丹明B废水的麦羟硅钠石/聚吡咯吸附材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种处理罗丹明B废水的麦羟硅钠石/聚吡咯吸附材料及其制备方法与应用；制备方法包括：将magadiite粉末溶液和吡咯单体混合，滴加FeCl₃溶液后进行搅拌反应，反应结束后过滤取沉淀，洗涤、干燥、煅烧，研磨成粉末，得到所述麦羟硅钠石/聚吡咯吸附材料。该方法以magadiite与聚合物聚吡咯(PPy)通过离子交换，并煅烧制备多孔的magadiite‑PPy纳米杂化吸附剂。所得吸附材料弥补现有吸附工艺吸附时间长、经济成本高的缺点，提供magadiite‑PPy纳米复合吸附剂在吸附罗丹明B性能表现优越。本发明的吸附材料具有绿色环保、可循环利用、吸附性能好以及价格低廉等优点。

技术领域

本发明属于污水处理材料的开发及应用领域，具体涉及一种处理罗丹明B废水的麦羟硅钠石/聚吡咯吸附材料及其制备方法与应用。

背景技术

水污染问题在当下是制约我国人民生活幸福感提高的主要因素。随着工业化进程的不断深入，大量从工厂、居民区、深海渔船等场所排放的污染物不断影响着生态平衡，危害人类健康，不利于环境和人类社会的可持续发展。

来自化学密集型纺织工业的废水中的污染物，尤其是水溶性染料残留物的存在可能是非常重要的环境污染源，这些污染物可以进入不同的环境当中。染料被广泛应用于食品、医药、印染和化妆品等行业，染料废水的特点有：化学需氧量(COD)高，有机物含量高，可生化性差，色度高，成分复杂，毒性大，化学性质稳定等。这些显著的特征使得染料废水成为国内外难处理的工业废水之一。迄今为止，国内外主要通过吸附(气浮)法、膜分离技术、化学氧化、絮凝沉淀、生物处理等方法来治理染料废水。其中，吸附法的的高效率使得其在废水处理中占据重要地位。通过对吸附剂的选择，可以去除水中特定的污染物，同时，采用吸附法有利于从高浓度的废水中吸附某些物质达到资源回收和治理目的。

层状硅酸盐矿物在自然界中分布广泛，成本低廉，也是重要的工业矿物材料，通常这类吸附材料达不到理想的处理效果，吸附能力有限。对其进行无机、有机、酸改性、交联改性制备的层状硅酸盐基吸附材料因其颗粒物带有电荷，并具有较大的比表面积和一定的离子交换容量及特殊纳米结构效应，被作为吸附剂应用于多个领域处理各类废水。张等在实验室条件下利用提取的微囊藻EPS，研究了其对高岭土吸附罗丹明B的影响(张卉灵,邵继海,匡晓琳,等.水华蓝藻胞外聚合物对高岭土吸附罗丹明B行为的影响[J].净水技术,2017,36(10):46-51.)。蒙脱土作为一种常见的层状硅酸盐材料已被广泛研究，但由于其纯度低，片层表面基本没有结构性羟基不利于其功能化，离子交换容量低，开采带来环境污染等实际存在的缺点，没有被广泛应用于废水处理。胡等发现改性蒙脱土颗粒(050823和MMT35)吸附2种直接染料(直接耐晒黑G和直接大红4BE)的效果显著(胡康博,王毅力,李春荣,等.改性蒙脱土颗粒吸附直接染料的分形特征[J].环境科学学报,2010,30(11):2174-2183.)。近年来，一种与蒙脱土相似的层状硅酸盐在废水处理领域崭露头角。麦羟硅钠石(magadiite)是一种容易控制合成工艺，能够得到高纯度的产物的层状硅酸盐，在自然界中也存在。相比蒙脱土，其明显的优势是层板具有优异的膨化性能，层间阳离子交换量大，层板上含有大量结构性羟基，结构稳定性好，容易功能化。这些优点为magadiite复合材料成为一种性能优异、价格低廉的吸附材料提供了保证，也有利于恢复由于大量开采矿山造成的生态危机。将麦羟硅钠石与聚合物复合，增加其在环境中的稳定性、提高其吸附能力，针对特定污染物进行功能化，有利于开发一种新型绿色染料吸附剂。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种新型染料吸附剂麦羟硅钠石/聚吡咯复合材料及其制备方法与吸附污水中罗丹明B染料的应用。

本发明提供了一种基于二维层状材料麦羟硅钠石的新型污染物吸附剂(新型吸附剂麦羟硅钠石/聚吡咯复合材料)，弥补现有吸附工艺吸附时间长、经济成本高的缺点。

本发明还提供了magadiite-PPy纳米复合吸附剂(新型吸附剂麦羟硅钠石/聚吡咯复合材料)在吸附罗丹明B阳离子染料的应用。