[发明专利]一种纳米磁性层状双羟基氢氧化物吸附剂的制备及应用

说明书

本发明公开一种纳米磁性层状双羟基氢氧化物吸附剂的制备及应用。该磁性层状双羟基氢氧化物吸附材料是采用超声辅助共沉淀的方法来进行合成的。首先利用铁盐来制备纳米级磁性铁氧体，再将其与CaO、AlClsubgt;3/subgt;的混合液在超声下进行充分反应，从而制备出一种纳米磁性层状双羟基氢氧化物吸附剂，吸附剂层板特征明显，负载的磁性颗粒均匀地分布在表面，并且其对阴离子典型有机污染物酸性品红的去除率达到90%，在外加磁场作用下能够较为容易的从污水中分离开来。

技术领域

本发明涉及层状双羟基氢氧化物负磁吸附剂的制备和应用技术领域，确切地说是一种纳米磁性层状双羟基氢氧化物吸附剂的制备及应用。

背景技术

当今社会生产过程中，随着时代的进步，产生的废水不断增加。其中纺织、印染以及造纸行业产生的废水中含有大量的阴离子染料。由于染料废水具有成分复杂、色度高、可生化性差、化学稳定性高等特征，使得去除染料废水中的有机污染物成为了一项世界性难题。染料废水常用的处理方法有絮凝沉淀法、化学氧化法、高级氧化法、生物法、吸附法等。这些处理方法，虽然各自都有独特的优势，但大部分因为成本高，操作复杂以及难以固液分离而限制了应用范围。而吸附法由于实验操作简单便捷，对水体中阴离子染料去除率高等优点，从而得到了广泛应用。

层状双羟基氢氧化物（LDH）由正电荷层及其层状间填充着带负电荷的阴离子组成。LDH材料的化学式主要为[M_1-x²⁺M_x³⁺(OH)₂]^x+A_x/n^n- mH₂O，其中M²⁺指的是二价金属阳离子，例如Mg²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺。M³⁺指的是三价金属阳离子，例如Al³⁺、Co³⁺、Fe³⁺。A^n-为在碱性溶液中可以稳定存在的负离子，主要位于层间，例如Cl^-、NO^3-、OH^-、CO₃^2-、SO₄^2-等络合离子或者有机离子以及无机阴离子。x值的范围为0.20-0.33，代表的是金属离子M3+的摩尔分数，m为层间结构中水分子的数量。层状双羟基氢氧化物的构成和结构主要是由层间阴离子成分，层间阳离子成分及其电荷密度、M²⁺/M³⁺摩尔比率共同来决定的。基于LDH特殊的分层结构，它最主要的特性有：记忆效应，分层阳离子的可调控性，层间阴离子的可交换性及其碱性。q其中层间阴离子的可交换性是其主要特性。通过离子交换原理，将溶液中的各种阴离子引入到层间，从而使层间阴离子释放出来，可以获得相应的插层LDH类材料，从而达到去除水体中阴离子污染物的目的。

近些年来，部分研究关注了磁性吸附剂的开发和应用，即在吸附材料上负载磁性物质，使得吸附剂呈现相应磁性，从而将磁分离技术应用于吸附完成后饱和吸附剂在液相污染物中的分离回收，省去长时间的过滤或离心操作，具有处理分离速度快、效率高、设备操作简便、建造和维护成本低等优点。常用的磁性物质为Fe、Ni、Pd等金属单质、合金或化合物，其中磁性铁氧体是最为简单易得稳定的顺磁性材料。