專利名稱：一種利用印染廢水中陰離子染料制備有機(jī)水滑石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制與新材料開發(fā)，尤其涉及一種利用印染廢水中的陰離子染料制備有機(jī)水滑石吸附劑的方法。
背景技術(shù)：
合成染料具有復(fù)雜的芳香烴分子結(jié)構(gòu)，種類繁多，難以生物降解。某些染料或其降解產(chǎn)物具有強(qiáng)烈的致癌、致畸、致突變效應(yīng)，因而染料污染的水體處理已成為有待解決的難題之一。據(jù)報(bào)道，商業(yè)染料約有I萬種，每年染料的總產(chǎn)量為60萬噸，我國年產(chǎn)量已達(dá)15 萬噸，生產(chǎn)過程中大約有10°/Γ20%的染料會(huì)直接隨水排入環(huán)境。染料廢水往往具有色度高、 毒性大等特點(diǎn)。
通常用物理、化學(xué)或生物方法如混凝沉淀、化學(xué)氧化、離子交換、超膜濾、光催化氧化、微生物吸附降解等處理染料廢水，然而，這些技術(shù)對(duì)廢水中色度的去除效果不太明顯， 并且處理費(fèi)用高，處理廢水的范圍較窄。將廉價(jià)的礦物材料用作吸附劑吸附廢水中的染料， 成本低廉，來源豐富。
層狀雙輕基復(fù)合金屬氧化物(Layered Double Hydroxides,簡稱LDH),又稱水滑石，是一類重要的無機(jī)功能材料。其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)及層板元素和層間陰離子的可調(diào)變性受到人們的廣泛關(guān)注，經(jīng)離子交換向?qū)娱g引入新的客體陰離子可使層狀結(jié)構(gòu)和組成產(chǎn)生相應(yīng)的變化，因而可以制備一大類具有特殊性質(zhì)的功能材料。水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物。層狀化合物是指具有層狀結(jié)構(gòu)、層間離子具有可交換性的一類化合物，利用層狀化合物主體在強(qiáng)極性分子作用下所具有的可插層性和層間離子的可交換性，將一些功能性客體物質(zhì)引入層間空隙并將層板距離撐開從而形成層柱化合物。
水滑石化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為[M2YxM3+X_2Γ [(A11— )χ/η·πιΗ20]，其中M2+為Mg2+，Ni2+， Mn2+，Zn2+，Ca2+，F(xiàn)e2+，Cu2+ 等二價(jià)金屬陽離子；M3+ 為 Al3+，Cr3+，F(xiàn)e3+，Co3+ 等三價(jià)金屬陽離子； A11—為陰離子，如C032—，NO3' CF, OH—，S042—，PO,，C6H4 (COO) 22-等無機(jī)和有機(jī)離子以及絡(luò)合離子，當(dāng)層間無機(jī)陰離子不同，水滑石的層間距不同，同時(shí)在水滑石吸附污染物之后，層間距也會(huì)增大，以容納更多的污染物。
當(dāng)層間無機(jī)陰離子被有機(jī)陰離子取代后，層間由親水性變?yōu)槭杷?，?duì)有機(jī)物的吸附由吸附變?yōu)榉峙渥饔脼橹鳎饺コ杏袡C(jī)污染物的效率比原土高幾十到幾百倍。 常用有機(jī)酸來改性比如水楊酸、硬脂酸葡萄糖酸等，由于這些物質(zhì)的加入，導(dǎo)致有機(jī)水滑石的價(jià)格相應(yīng)的變得很高，嚴(yán)重限制了有機(jī)水滑石在水處理方面的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用印染廢水中存在的陰離子染料來改性水滑石，并作為吸附劑用于有機(jī)廢水處理。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟I)將印染廢水過濾去掉固態(tài)雜質(zhì)，得到不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水；2)將過5(Γ100目的水滑石加入所述不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水中，固液質(zhì)量比為1: 1000^5000，攪拌4 5h，沉淀分離，烘干，碾磨即可。
本發(fā)明的有益效果是I、利用印染過程中所用的染料絕大部分是陰離子染料的特點(diǎn)，這些染料如果用生化過程來處理，生化效果差、同時(shí)可能生成毒性更強(qiáng)的中間體。
2、以印染廢水中的陰離子染料為改性劑來合成有機(jī)水滑石，在制備有機(jī)水滑石的同時(shí)，有效吸附去除印染廢水中的陰離子染料，既去除了廢水中的陰離子染料又合成了有機(jī)水滑石，實(shí)現(xiàn)廢物回收。
3、所制備的有機(jī)水滑石價(jià)格低廉，廢水處理效果明顯，達(dá)到以廢治廢的效果，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和實(shí)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
將印染廢水過濾去掉固態(tài)雜質(zhì)，得到不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水；將過5(Tl00目的水滑石加入上述印染廢水中，固液質(zhì)量比為1:100(Γ5000，攪拌4 5h，沉淀分離，烘干，碾磨即可，該過程中陰離子染料通過陰離子的交換作用進(jìn)入水滑石層間，而形成有機(jī)水滑石。所采用的水滑石可以是市售的商品，也可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制備，其制備技術(shù)是總所周知的。水滑石化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為[M2YxM3+X (OH) 2]x+ [(八11-)!￡/11*111!120]，其中儼為1%2+，附2+^112+，Zn2+， Ca2+，F(xiàn)e2+，Cu2+等二價(jià)金屬陽離子中的任一種；Μ3+為Al3+，Cr3+，F(xiàn)e3+，Co3+等三價(jià)金屬陽離子中的任一種為陰離子，如CO廣，NOp Cr，or, SO廣，PO廣等無機(jī)離子中的任一種； X=O. 5 O. 15 ;M2+/M3+=1 5。
以下進(jìn)一步提供本發(fā)明的3個(gè)實(shí)施例實(shí)施例I將含酸性大紅的印染廢水過濾去掉固態(tài)雜質(zhì)，得到不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水；將過 100目的市售鎂鋁型水滑石加入上述印染廢水中，固液質(zhì)量比為1:1000，攪拌4 h，沉淀分離，烘干，碾磨得到有機(jī)水滑石。
在200 mL錐形瓶中加入50mL含菲濃度為I mg/L廢水，加入20 mg有機(jī)水滑石。 放入恒溫振蕩器內(nèi)，在25°C，200 rpm條件下振蕩2小時(shí)，取出后離心分離，用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定濃度，去除率為98. 4%。不改性的同樣的水滑石在同樣的條件下對(duì)該污染物的去除率僅為2. 3%。
實(shí)施例2將含橙II染料的印染廢水過濾去掉固態(tài)雜質(zhì)，得到不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水；將過50 目的市售銅鋁型水滑石加入上述印染廢水中，固液質(zhì)量比為1:5000，攪拌5h，沉淀分離，烘干，碾磨得到有機(jī)水滑石。
在200 mL錐形瓶中加入50mL含對(duì)硝基苯濃度為5 mg/L廢水，加入25 mg有機(jī)水滑石。放入恒溫振蕩器內(nèi)，在25°C，200 rpm條件下振蕩2小時(shí)，取出后離心分離，用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定濃度，去除率為96. 5%。不改性的同樣的水滑石在同樣的條件下對(duì)該污染物 的去除率僅為3. 1%。
實(shí)施例3首先按照文獻(xiàn)(鎂鋁型水滑石水熱合成，應(yīng)用化學(xué)，2001，18，70-72)合成制得鎂鋁型水滑石；將含橙II和酸性大紅兩種混合染料的印染廢水過濾去掉固態(tài)雜質(zhì)，得到不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水；將過80目的制得的水滑石加入上述印染廢水中，固液質(zhì)量比為I :3000，攪拌5h，沉淀分離，烘干，碾磨得到有機(jī)水滑石。
在200 mL錐形瓶中加入50mL含對(duì)硝基苯酚濃度為5 mg/L廢水，加入25 mg有機(jī)水滑石。放入恒溫振蕩器內(nèi)，在25°C，200 rpm條件下振蕩2小時(shí)，取出后離心分離，用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定濃度，去除率為93. 2%。不改性的同樣的水滑石在同樣的條件下對(duì)該污染物的去除率僅為2. 5%。
權(quán)利要求
1.一種利用印染廢水中陰離子染料制備有機(jī)水滑石的方法，其特征是依次包括如下步驟 1)將印染廢水過濾去掉固態(tài)雜質(zhì)，得到不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水； 2)將過5(T100目的水滑石加入所述不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水中，固液質(zhì)量比為I:1000^5000，攪拌4 5h，沉淀分離，烘干，碾磨即可。
全文摘要
本發(fā)明公開一種利用印染廢水中陰離子染料制備有機(jī)水滑石的方法，將印染廢水過濾去掉固態(tài)雜質(zhì)，得到不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水；將過50~100目的水滑石加入所述不含固態(tài)雜質(zhì)的印染廢水中，固液質(zhì)量比為11000~5000，攪拌4~5h，沉淀分離，烘干，碾磨即可；以印染廢水中的陰離子染料為改性劑來合成有機(jī)水滑石，在制備有機(jī)水滑石的同時(shí)，有效吸附去除印染廢水中的陰離子染料，既去除了廢水中的陰離子染料又合成了有機(jī)水滑石，實(shí)現(xiàn)廢物回收；所制備的有機(jī)水滑石價(jià)格低廉，廢水處理效果明顯，達(dá)到以廢治廢的效果。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102974313SQ201210494340
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者馬建鋒, 高琪, 姚超, 李定龍 申請(qǐng)人:常州大學(xué)