CN102908980A - 一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法，首先将水滑石用离子水洗涤后加入1.0～1.5mol/L硫酸镁溶液0.15～0.30mol/L硫酸铝溶液，进行不断搅拌后将其煮沸5～10h倒出上清液，用去离子水洗涤后再加入尿素溶液继续煮沸3～8h，弃去上清液后再用去离子水洗涤，并置于烘箱中以60～70℃下进行干燥，放在温度为450～500℃的焙烧炉中进行焙烧6～10h,得到活化的水滑石，取出后冷却，最后再用面活性剂十六烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等对活化后的水滑石进行改性。本发明的制备方法简单、原料来源广泛、价格低廉、工艺流程简单、设备投资少、无环境污染、除氯效率高。
Description
技术领域
本发明涉及了一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法，属于材料及环境技术领域。
背景技术
氯离子是水和废水中最为常见的一种阴离子，过高浓度的氯离子含量会造成饮水苦咸味、土壤盐碱化、管道腐蚀、植物生长困难，并危害人体健康，因此必须控制氯离子的排放浓度。新颁布的《辽宁省污水排放标准》提出，直接排水中氯离子浓度不得大于400 mg/L，排入收集管网系统的废水中氯离子的浓度不得大于1000mg/L。随着人们对生态环境问题的关注度和环境质量要求的不断提高，国家级氯离子排放浓度限值的出台已成为必然趋势。
氯离子很难处理，目前常用的反渗透、电渗析等方法处理成本高，并且处理效果都不是非常理想。本专利采用以水滑石为主要原料制备的复合吸附材料在去除水中氯离子方面的效果显著。
通过人工合成的水滑石有镁铝型、镁铁型、镍铁型等，镁铝水滑石常用的制备方法为盐溶液与碱溶液的共沉淀法，目前关于镁铝型水滑石的制备专利有，中国专利：ZL200710053124.6“一种制备纳米镁铝水滑石的方法及其设备”，ZL2003150037.4“一种以卤水为原料制备纳米级镁铝水滑石的方法”。虽然都是制备水滑石，但是不同的制备方法得到的水滑石吸附能力差别很大。
发明内容
本发明的目的在于解决成本高、处理效果显著的问题，提供了一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法。
一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法，其方法在于：该复合吸附材料由水滑石为主要原料制备而成。
一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法，其具体步骤如下：
（1）首先将粒径为0.05～0.15mm的天然水滑石置于反应器中，用去离子水洗涤后加入1.0～1.5mol/L硫酸镁溶液和0.15～0.30mol/L硫酸铝溶液混合，不断搅拌；
（2）将上述混合溶液煮沸5～10h后倒出上清液，用去离子水洗涤后再加入0.8～1.0mol/L尿素溶液继续煮沸3～8h，弃去上清液后用去离子水洗涤，将其置于烘箱中以60～70℃下进行干燥；
（3）将干燥后的水滑石放在温度为450～500℃的焙烧炉中进行焙烧6～10h,得到活化的水滑石，取出后在室温下冷却；
（4）将冷却后的活化水滑石用表面活性剂对其进行改性。
所述表面活性剂为十六烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十八烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或一种以上。
所述表面活性剂的质量计为：2～10%十六烷基苯磺酸钠 3～10%十二烷基硫酸钠 1～10%十八烷基聚氧乙烯醚硫酸钠。
本发明的显著优势在于：
1、水滑石具有独特的层状结构、微孔结构、层间阴离子可交换性和复合金属氧化物的结构记忆效应,结晶度好,比表面积大的特点
2、在混合溶液中加入尿素溶液能使溶液内部的pH值始终一致，起到结晶度高的作用。
3、煅烧后的水滑石得到的混合金属氧化物用表面活性剂进行改性，可使其比表面积和孔体积明显增大。
具体实施方式
首先将粒径为0.05～0.15mm的天然水滑石置于反应器中，用去离子水洗涤后加入1.0～1.5mol/L硫酸镁溶液和0.15～0.30mol/L硫酸铝溶液混合，不断搅拌；将混合溶液煮沸5～10h后倒出上清液，用去离子水洗涤后再加入0.8～1.0mol/L尿素溶液继续煮沸3～8h，弃去上清液后用去离子水洗涤，将其置于烘箱中以60～70℃下进行干燥；然后将水滑石放在温度为450～500℃的焙烧炉中进行焙烧6～10h,得到活化的水滑石，取出后在室温下冷却；将冷却后的活化水滑石用表面活性剂2～10%十六烷基苯磺酸钠3～10%十二烷基硫酸钠1～10%十八烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或一种以上对其进行改性。
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
首先将粒径为0.05mm的天然水滑石置于反应器中，用去离子水洗涤后加入1.0mol/L硫酸镁溶液和0.15mol/L硫酸铝溶液混合，不断搅拌；将混合溶液煮沸5h后倒出上清液，用去离子水洗涤后再加入0.8mol/L尿素溶液继续煮沸3h，弃去上清液后用去离子水洗涤，将其置于烘箱中以60℃下进行干燥；将干燥后的水滑石放在温度为450℃的焙烧炉中进行焙烧6h,得到活化的水滑石，取出后在室温下冷却；将冷却后的活化水滑石用表面活性剂10g十六烷基苯磺酸钠对其进行改性。
将上述方法制备后的复合吸附材料加入到1000mg/L含有氯离子的水中，加入的吸附材料的量为水重量的2%，，吸附4个小时，水中的氯离子由800mg/L降到400 mg/L吸附率为98%。
实施例2
首先将粒径为0.10mm的天然水滑石置于反应器中，用去离子水洗涤后加入1.2mol/L硫酸镁溶液和0.20mol/L硫酸铝溶液混合，不断搅拌；将混合溶液煮沸8h后倒出上清液，用去离子水洗涤后再加入0.9mol/L尿素溶液继续煮沸5h，弃去上清液后用去离子水洗涤，将其置于烘箱中以65℃下进行干燥；将干燥后的水滑石放在温度为480℃的焙烧炉中进行焙烧8h,得到活化的水滑石，取出后在室温下冷却；将冷却后的活化水滑石用表面活性剂4g十六烷基苯磺酸钠和6g十二烷基硫酸钠对其进行改性。
将上述方法制备后的复合吸附材料加入到1200mg/L含有氯离子的水中，加入的吸附材料的量为水重量的2%，吸附4个小时，水中的氯离子由850mg/L降到300 mg/L吸附率为98%。
实施例3
首先将粒径为0.15mm的天然水滑石置于反应器中，用去离子水洗涤后加入1.5mol/L硫酸镁溶液和0.30mol/L硫酸铝溶液混合，不断搅拌；将混合溶液煮沸10h后倒出上清液，用去离子水洗涤后再加入1.0mol/L尿素溶液继续煮沸8h，弃去上清液后用去离子水洗涤，将其置于烘箱中以70℃下进行干燥；将干燥后的水滑石放在温度为500℃的焙烧炉中进行焙烧10h,得到活化的水滑石，取出后在室温下冷却；将冷却后的活化水滑石用表面活性剂3g十六烷基苯磺酸钠、4g十二烷基硫酸钠和3g十八烷基聚氧乙烯醚硫酸钠对其进行改性。
将上述方法制备后的复合吸附材料加入到1500mg/L含有氯离子的水中，加入的吸附材料的量为水重量的2%，吸附4个小时，水中的氯离子由900mg/L降到200 mg/L吸附率为99%。
Claims (4)
1.一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法，其特征在于：该复合吸附材料由水滑石为主要原料制备而成。
2.一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法，其特征在于：
首先将粒径为0.05～0.15mm的天然水滑石置于反应器中，用去离子水洗涤后加入1.0～1.5mol/L硫酸镁溶液和0.15～0.30mol/L硫酸铝溶液混合，不断搅拌；
将上述混合溶液煮沸5～10h后倒出上清液，用去离子水洗涤后再加入0.8～1.0mol/L尿素溶液继续煮沸3～8h，弃去上清液后用去离子水洗涤，将其置于烘箱中以60～70℃下进行干燥；
将干燥后的水滑石放在温度为450～500℃的焙烧炉中进行焙烧6～10h,得到活化的水滑石，取出后在室温下冷却；
将冷却后的活化水滑石用表面活性剂对其进行改性。
3.根据权利要求2所述的一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为十六烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十八烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或一种以上。
4.根据权利要求2所述的一种去除水中氯离子的复合吸附材料及其制备方法，其特征在于：所述表面活性剂的质量计为：2～10%十六烷基苯磺酸钠 3～10%十二烷基硫酸钠 1～10%十八烷基聚氧乙烯醚硫酸钠。
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