CN108404874A - 一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用 - Google Patents

一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108404874A
CN108404874A CN201810142199.XA CN201810142199A CN108404874A CN 108404874 A CN108404874 A CN 108404874A CN 201810142199 A CN201810142199 A CN 201810142199A CN 108404874 A CN108404874 A CN 108404874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plant fiber
preparation
ldhs
sorbing
metal ion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810142199.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李海龙
谭丽
刘梦茹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201810142199.XA priority Critical patent/CN108404874A/zh
Publication of CN108404874A publication Critical patent/CN108404874A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用，包括如下步骤：(1)配制金属盐溶液，所述金属盐至少包括一种二价金属离子盐和一种三价金属离子盐；(2)将植物纤维原料与金属盐溶液混合；(3)将碱溶液加入到步骤(2)的混合液中，搅拌均匀，控制pH值为7～11；(4)将步骤(3)的混合液在50～180℃的条件下反应0.5～7天，反应结束后冷却至室温，将反应产物洗涤、干燥后得到所述的吸附材料。本发明制备方法工艺简单，可操作性强，利用植物纤维/LDHs吸附材料处理溶液中的重金属离子及染料，吸附效果明显。

Description

一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及吸附材料制备技术领域，具体涉及一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法。
背景技术
植物纤维原料是自然界最丰富的可再生资源，主要由纤维素、半纤维素和木质素三大成分组成，其中，纤维素组成微细纤维，构成纤维细胞壁的网状骨架，而半纤维素和木素则是填充在纤维之间和微细纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。植物纤维原料具有众多活性官能团，能够通过表面吸附、络合、离子交换等作用吸附污染物质，且其具有来源丰富、成本低廉、环境友好的优点，这使得植物纤维原料在污水处理中有良好的应用前景。但是，植物纤维原料具有吸附容量低，废水处理效果差的缺点。因此，为提高其废水处理效果，对植物纤维的加工处理十分重要。
层状双金属氢氧化合物(LDHs)，属于阴离子型层状化合物，化学通式为[M2+ 1-xM3+ x(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O]，式中M2+为二价金属阳离子，M3+为三价金属阳离子，An-为层间阴离子，x是M3+/(M2++M3+)的物质的量之比，m是结晶水数量。LDHs具有比表面积大、合成简单、成本低廉、可重复利用的优点，在环境污染治理中可作为吸附剂加以应用。
为改善植物纤维原料对废水的吸附效果，本发明提供了一种LDHs自组装改性植物纤维原料的方法。
发明内容
本发明提供了一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法，该制备方法使得LDHs在植物纤维原料上自组装生长，将得到的产物吸附溶液中的重金属离子或染料。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种植物纤维/LDHs吸附材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)配制金属盐溶液，所述金属盐至少包括一种二价金属离子盐和一种三价金属离子盐；
(2)将植物纤维原料与金属盐溶液混合；
(3)将碱溶液加入到步骤(2)的混合液中，搅拌均匀，控制pH值为7～11；
(4)将步骤(3)的混合液在50～180℃的条件下反应0.5～7天，反应结束后冷却至室温，将反应产物洗涤、干燥后得到所述的吸附材料。
优选地，所述金属盐的金属元素为Mg、Zn、Ni、Mn、Al、Fe和Cr中的一种或两种以上。
优选地，步骤(2)中，所述混合的时间为0.5～48h。
优选地，步骤(3)中，所述碱溶液为尿素、氨水和强碱弱酸盐中的一种或两种以上。
优选地，步骤(4)中，所述干燥温度为30～80℃，干燥时间12～36h。
优选地，步骤(2)中，所述植物纤维原料为木片、木屑、竹片、植物纤维粉料、秸秆、纸浆、韧皮纤维或叶纤维。
优选地，步骤(2)中，所述金属盐的用量为0.005～0.05mol/g植物纤维原料。
上述方法制备的植物纤维/LDHs吸附材料可应用于重金属离子及染料废水的处理。
优选地，所述重金属离子为铜离子或铅离子，所述染料为甲基橙。
本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明制备方法工艺简单，可操作性强；
(2)本发明制备的吸附材料对重金属离子及染料有较好的吸附效果。
附图说明
图1为实施例1中制备的桉木屑/LDHs吸附材料不同倍率的SEM图(a、b、c)。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明技术方案作进一步地详细的说明，但本发明的保护范围不仅限于此。
实施例1
取4g桉木屑浸泡在100mL的金属盐(0.02mol硝酸镍+0.01mol硝酸铝)溶液中，搅拌2h；取0.12mol的尿素完全溶解于50mL去离子水中。将这两者混合搅拌15min后，将混合液转移至高压反应釜中。随后，将反应釜放置在105℃的烘箱中反应24h，反应结束后，冷却至室温，用水洗涤数次直至滤液澄清。最后将得到的产物于50℃真空干燥箱干燥24h。将产物用于吸附溶液中的铜离子及甲基橙，铜离子、甲基橙的初始浓度分别为1000mg/L、100mg/L，产物的投加量为2g/L，具体吸附数据如下：
表1
实施例2
取3g桉木屑浸泡在100mL的金属盐(0.02mol硝酸镁+0.01mol硝酸铝)溶液中，搅拌2h；取0.12mol的尿素完全溶解于50mL去离子水中。将这两者混合搅拌15min后，将混合液转移至高压反应釜中。随后，将反应釜放置在105℃的烘箱中反应24h，反应结束后，冷却至室温，用水洗涤数次直至滤液澄清。最后将得到的产物于50℃真空干燥箱干燥24h。将产物用于吸附溶液中的铅离子、铜离子，铅离子、铜离子初始浓度均为1000mg/L，产物的投加量为2g/L，具体吸附数据如下：
表2
实施例3
取1g麻浆浸泡在100mL的硝酸镁(0.02mol)溶液中，搅拌直至麻浆完全分散；取0.01mol的硝酸铝、0.12mol的尿素完全溶解于80mL去离子水中。将这两者混合搅拌20min后，将混合液转移至高压反应釜中。随后，将反应釜放置在120℃的烘箱中反应24h。反应结束后，冷却至室温，用水洗涤数次直至滤液澄清。最后将得到的产物于50℃烘箱干燥24h。将产物用于吸附溶液中的铜离子及甲基橙，铅离子、铜离子的初始浓度分别为1000mg/L、100mg/L，产物的投加量为2g/L，具体吸附数据如下：
表3
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明及本发明的应用，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种植物纤维/LDHs吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配制金属盐溶液，所述金属盐至少包括一种二价金属离子盐和一种三价金属离子盐；
(2)将植物纤维原料与金属盐溶液混合；
(3)将碱溶液加入到步骤(2)的混合液中，搅拌均匀，控制pH值为7～11；
(4)将步骤(3)的混合液在50～180℃的条件下反应0.5～7天，反应结束后冷却至室温，将反应产物洗涤、干燥后得到所述的吸附材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐的金属元素为Mg、Zn、Ni、Mn、Al、Fe和Cr中的一种或两种以上。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合的时间为0.5～48h。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述碱溶液为尿素、氨水和强碱弱酸盐中的一种或两种以上。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述干燥温度为30～80℃，干燥时间12～36h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述植物纤维原料为木片、木屑、竹片、植物纤维粉料、秸秆、纸浆、韧皮纤维或叶纤维。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属盐的用量为0.005～0.05mol/g植物纤维原料。
8.权利要求1～7任意一项所述方法制备的植物纤维/LDHs吸附材料。
9.权利要求8所述植物纤维/LDHs吸附材料的应用，其特征在于，该吸附材料可应用于重金属离子及染料废水的处理。
10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述重金属离子为铜离子或铅离子，所述染料为甲基橙。
CN201810142199.XA 2018-02-11 2018-02-11 一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用 Pending CN108404874A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810142199.XA CN108404874A (zh) 2018-02-11 2018-02-11 一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810142199.XA CN108404874A (zh) 2018-02-11 2018-02-11 一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108404874A true CN108404874A (zh) 2018-08-17

Family

ID=63128551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810142199.XA Pending CN108404874A (zh) 2018-02-11 2018-02-11 一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108404874A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109621916A (zh) * 2019-01-28 2019-04-16 菏泽学院 一种生物质与层状双金属氢氧化物复合物的制备方法与应用
CN109955336A (zh) * 2019-03-15 2019-07-02 华南理工大学 一种木材/纳米LDHs阻燃材料及其制备方法
CN113213632A (zh) * 2021-06-15 2021-08-06 萍乡学院 一种纳米羟基磷灰石丝瓜络复合填料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101544355A (zh) * 2009-05-05 2009-09-30 北京化工大学 一种层状双羟基复合金属氧化物花状微球的水热制备方法
CN102704327A (zh) * 2012-06-25 2012-10-03 湖南工业大学 一种LDHs阻燃纸的制备方法
US20140348736A1 (en) * 2013-05-27 2014-11-27 King Saud University Adsorbent material, process for its preparation and use thereof
CN104815619A (zh) * 2015-04-29 2015-08-05 武汉工程大学 油菜秸秆/水滑石复合材料及其制备方法和应用
CN105058913A (zh) * 2015-08-28 2015-11-18 华南理工大学 一种纳米纤维素/层状双金属氢氧化物复合膜及制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101544355A (zh) * 2009-05-05 2009-09-30 北京化工大学 一种层状双羟基复合金属氧化物花状微球的水热制备方法
CN102704327A (zh) * 2012-06-25 2012-10-03 湖南工业大学 一种LDHs阻燃纸的制备方法
US20140348736A1 (en) * 2013-05-27 2014-11-27 King Saud University Adsorbent material, process for its preparation and use thereof
CN104815619A (zh) * 2015-04-29 2015-08-05 武汉工程大学 油菜秸秆/水滑石复合材料及其制备方法和应用
CN105058913A (zh) * 2015-08-28 2015-11-18 华南理工大学 一种纳米纤维素/层状双金属氢氧化物复合膜及制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIE TANG,ET AL: "One-step synthesis of magnetic attapulgitecarbon supported NiFe-LDHs by hydrothermal process of spent bleaching earth for pollutants removal", 《JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION》 *
S. MANDAL, ET AL: "Cellulose supported layered double hydroxides for the adsorption of fluoride from aqueous solution", 《CHEMOSPHERE》 *
黄婷，等: "层状双金属氢氧化物及其在水处理中的应用", 《能源与环境》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109621916A (zh) * 2019-01-28 2019-04-16 菏泽学院 一种生物质与层状双金属氢氧化物复合物的制备方法与应用
CN109955336A (zh) * 2019-03-15 2019-07-02 华南理工大学 一种木材/纳米LDHs阻燃材料及其制备方法
CN113213632A (zh) * 2021-06-15 2021-08-06 萍乡学院 一种纳米羟基磷灰石丝瓜络复合填料及其制备方法和应用
CN113213632B (zh) * 2021-06-15 2022-11-25 萍乡学院 一种纳米羟基磷灰石丝瓜络复合填料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108404874A (zh) 一种植物纤维/LDHs吸附材料及制备方法和应用
CN108339525A (zh) 一种吸附材料及制备方法和应用
CN102350314B (zh) 一种木质纤维素与有机钙基蒙脱土复合的染料废水吸附剂
CN104888748A (zh) 一种改性海泡石及其制备方法与应用
CN105080503A (zh) 利用生物质制备高吸附的纳米纤维素聚乙烯胺微凝胶的方法
CN104437410B (zh) 用于吸附重金属离子、有机污染物的改性纤维素材料及制备方法
CN102167749B (zh) 用甘蔗渣制备高取代度高粘度羧甲基纤维素钠的方法
CN105344335A (zh) 一种LDHs/PVA复合膜制备方法及其在重金属废水中应用
CN105413654A (zh) 一种基于静电纺丝法制备LDHs/PVA复合纤维膜的方法及应用
CN105921121B (zh) 一种易于回收的纳米纤维素单宁微凝胶吸附剂的制备方法
CN106179247A (zh) 一种六价铬吸附剂及其制备方法和应用
CN109289772A (zh) 一种去除水中硝态氮的碳纳米管/水滑石材料及制备方法
CN103396224A (zh) 一种改性碱木质素螯合锌肥及其制备方法
CN105061607A (zh) 一种锂离子印迹聚合物及其制备方法
CN105080511B (zh) 一种玉米秸秆纤维素黄原酸镁盐的制备方法及应用
CN102295337B (zh) 一种稻草季铵盐絮凝剂的制备及处理活性染料印染废水的技术
CN106955677A (zh) 一种基于离子液体改性的鸡蛋壳/活性炭吸附剂及其制备方法
CN113842895A (zh) 一种季铵化改性微晶纤维素吸附剂的制备方法及其应用
CN102417564A (zh) 一种保水剂及其利用造纸污泥的制备方法
CN112062201A (zh) 焙烧态水铝钙石吸附去除水中草甘膦的方法
CN102277174B (zh) 一种盐碱地土壤的改良介质及其制备方法
CN101816921A (zh) 碱化改性丝瓜络作为吸附剂在金属离子吸附中的应用
CN113441115B (zh) 一种木质素基重金属吸附及土壤改良修复剂的制备方法及应用
CN101712462A (zh) 含Zr四元类水滑石的制备方法
CN107159141A (zh) 一种利用油茶果壳接枝巯基乙酸制备金属离子吸附剂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180817

RJ01 Rejection of invention patent application after publication