一种改性镁铝二元类水滑石的制备方法及其在吸附处理水体中双酚A的应用

摘要

本发明属于水滑石技术领域，具体涉及一种改性镁铝二元类水滑石的制备方法及其在吸附处理水体中双酚A的应用。本发明的主要解决现有技术中采用有活性炭、大孔吸附树脂等吸附剂吸附处理废水中的双酚A存在吸附剂再生困难、成本费用高等技术问题。本发明改性镁铝二元类水滑石的制备方法为：将镁铝二元类水滑石于400～500℃焙烧4～7小时得到镁铝双金属氧化物，按100％离子交换量溶于十二烷基硫酸钠水溶液中，用NaOH溶液调节pH值为9～10，在N

说明书

技术领域

本发明属于水滑石技术领域，具体涉及一种改性镁铝二元类水滑石的制备方法及其在吸附处理水体中双酚A的应用。

背景技术

双酚A(BPA)，化学名称为4-二羟基二苯基丙烷，是塑料树脂产品生产中的重要化学物质和重要的精细化工原料，被广泛应用于工业和家庭产品，同时双酚A也是一种内分泌干扰物，对动物和人体的内分泌系统有一定影响，且由于双酚A具有明显的亲脂性，容易在水生生物体内富集，因此在城市污水、工业废水、污泥、土壤、地表河流和垃圾渗滤液中都富集有双酚A，威胁着人与生物体的健康。因此，寻求一种高效双酚A处理剂对污水处理及污染土壤的修复具有重要意义。

目前国内外对于水体中双酚A的处理方法多采用吸附法，常用的吸附剂有活性炭、大孔吸附树脂等，其中活性炭吸附虽然吸附量大，但再生困难，因而其使用逐渐不为人们看好；大孔树脂虽具有解吸容易、吸附率高及选择性高等特点，但其成本费用较高，直接影响了它的推广应用。

类水滑石化合物(简称HTlc)是由二价金属离子和三价金属离子组成的具有水滑石层状结构的氢氧化物。化学通式为：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-_x/n)^x-·mH₂O，其中M²⁺代表二价金属离子，如Mg²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等；M³⁺代表三价金属离子，如Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Sc³⁺、V³⁺等；A指价数为-n的阴离子；x指每摩尔HTlc中M³⁺的摩尔数；m为每摩尔类水滑石中结晶水的摩尔数，类水滑石化合物经过焙烧后具有较大的比表面积，常用于吸附处理一些阴离子废水。经表面修饰的类水滑石(如用阴离子表面活性剂修饰)，亦即改性类水滑石，使类水滑石层间形成疏水区，同时使层间通道高度增加，可作为疏水性有机化合物的吸附剂，但是目前还未见有改性镁铝二元类水滑石用于吸附处理水体系中双酚A中的应用。

发明内容

本发明的主要目的是针对现有技术中采用有活性炭、大孔吸附树脂等吸附剂吸附处理废水中的双酚A存在吸附剂再生困难、成本费用高等技术问题，提供一种可重复利用、成本费用低的改性镁铝二元类水滑石的制备方法及其在吸附处理水体中双酚A的应用。

本发明改性镁铝二元类水滑石的制备方法为：将镁铝二元类水滑石于400～500℃焙烧4～7小时得到镁铝双金属氧化物，按100％离子交换量溶于十二烷基硫酸钠水溶液中，用NaOH溶液调节pH值为9～10，在N₂保护下搅拌42～54小时，过滤、洗涤沉淀，然后在55～65℃烘至恒重，得到改性镁铝二元类水滑石；

其中所述的镁铝二元类水滑石通式为：[Mg²⁺_1-xAl³⁺_x(OH)₂](Cl^-)_x·mH₂O，式中，x为Al³⁺/(Mg²⁺+Al³⁺)的物质的量之比，0.2＜x＜0.4，m为每摩尔类水滑石中层间结晶水摩尔数，2＜m＜6。

其中本发明优选的镁铝二元类水滑石化学式为：[Mg²⁺_0.68Al³⁺_0.32(OH)₂](Cl^-)_0.32·3H₂O。

本发明改性镁铝二元类水滑石在吸附处理水体中双酚A的应用，将改性镁铝二元类水滑石投入含有双酚A的水体中，加入氯化钠至水中氯化钠的浓度为0.01～0.1mol/L，调节水体pH值为6～10，于25～45℃下进行吸附处理1～24小时即可。

改性镁铝二元类水滑石使用后的回收方法：将吸附双酚A后的改性镁铝二元类水滑石置于无水乙醇中，20～30℃振荡1～2小时，高速离心后回收沉淀物，在55-65℃烘至恒重得到。

本发明改性镁铝二元类水滑石合成方法简单，且改性后的镁铝二元类水滑石层间通道高度增加，增加了其吸附性能；由于改性镁铝二元类水滑石不溶于水，使用后不会对水体造成二次污染，回收方法也很简单；镁铝二元类水滑石成本远远低于大孔吸附树脂材料，降低成污水处理的费用。

具体实施方式

实施例1：

改性镁铝二元类水滑石的制备方法：将镁铝二元水滑石[Mg²⁺_0.68Al³⁺_0.32(OH)₂](Cl^-)_0.32·3H₂O于400℃焙烧4小时制得镁铝双金属氧化物，按100％离子交换量溶于十二烷基硫酸钠水溶液中，用0.01mol/L的NaOH调节pH值为9，在N₂保护下搅拌42小时，过滤、洗涤沉淀，然后在55℃烘至恒重，制得改性镁铝二元水滑石。

本实施例制备的改性镁铝二元类水滑石在吸附处理水体中双酚A的应用：将上述制得的改性镁铝二元水滑石投入含有双酚A的水体中，加入氯化钠至水中氯化钠的浓度为0.01mol/L，调节水体pH值为6，于25℃下进行吸附处理1小时即可。

实施例2：

改性镁铝二元类水滑石的制备方法：将镁铝二元类水滑石[Mg²⁺_0.65Al³⁺_0.35(OH)₂](Cl^-)_0.352.7H₂O于450℃焙烧5小时制得镁铝双金属氧化物，按100％离子交换量溶于十二烷基硫酸钠水溶液中，用0.01mol/L的NaOH调节pH值为9.5，在N₂保护下搅拌48小时，过滤、洗涤沉淀，然后在60℃烘至恒重，制得改性镁铝二元类水滑石。

本实施例制备的改性镁铝二元类水滑石在吸附处理水体中双酚A的应用：将上述制得的改性镁铝二元类水滑石投入含有双酚A的水体中，加入氯化钠至水中氯化钠的浓度为0.05mol/L，调节水体pH值为8，于35℃下进行吸附处理10小时即可。

实施例3：

本实施例改性镁铝二元类水滑石的制备方法为：将镁铝二元类水滑石[Mg²⁺_0.67Al³⁺_0.33(OH)₂](Cl^-)_0.332.9H₂O于500℃焙烧7小时制得镁铝双金属氧化物，按100％离子交换量溶于十二烷基硫酸钠水溶液中，用0.01mol/L的NaOH调节pH值为10，在N₂保护下搅拌54小时，过滤、洗涤沉淀，然后在65℃烘至恒重，制得改性镁铝二元类水滑石。

本实施例制备的改性镁铝二元类水滑石在吸附处理水体中双酚A的应用：将上述制得的改性镁铝二元类水滑石投入含有双酚A的水体中，加入氯化钠至水中氯化钠的浓度为0.1mol/L，调节水体pH值为10，于45℃下进行吸附处理24小时即可。