CN108543518A - 一种仲烷基磺酸钠改性水滑石及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种仲烷基磺酸钠改性锌铝二元水滑石及其制备方法。制备方法包括以下步骤：将易溶的锌盐和易溶的铝盐的混合水溶液与仲烷基磺酸钠和氢氧化钠的混合水溶液同时滴加到去离子水中，通过共沉淀反应，制备出仲烷基磺酸钠改性水滑石。其中锌盐为：硝酸锌、硫酸锌、氯化锌；铝盐为：氯化铝,硝酸铝,硫酸铝。本发明提供了一种简便制备改性水滑石的方法，具有巨大的应用潜能和较大的经济价值。

Description

一种仲烷基磺酸钠改性水滑石及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及仲烷基磺酸钠改性水滑石及其制备方法。
背景技术
水滑石（Layered Double Hydroxide, LDH）作为一种无机层状材料，是由带正电荷的金属氢氧化物主体层板和层间阴离子通过静电引力、范德华力等非共价键相互作用组装成的。1842年Hochstetter首先从瑞典的片岩矿层中发现了天然水滑石矿，1969年Allmann等人首次确认了LDH的层状结构。随着制备技术的进步，目前已经可以采用共沉淀法（单滴法或双滴法）、尿素法、成核/晶化隔离法、离子交换法、焙烧复原法等实现LDHs的宏量制备，这为LDHs的工业应用奠定了基础。LDHs有很多独特、优异的性能，比如：较高的层间阴离子可交换能力、较大的比表面积和记忆效应等，因此被广泛研究并应用在水处理领域。
LDHs的结构跟水镁石Mg(OH)2类似，位于层板的二价金属阳离子在一定范围内能被三价或四价的金属阳离子同晶取代，使得主体层板带正电荷，这样需要一定数量的阴离子交换到层板间来平衡层板上所带的正电荷。LDHs层间阴离子可交换理论容量可达3.3mmol/g，显示了巨大的应用潜能。目前LDHs已用在吸附去除水体中的硫代硫酸根、磷酸根、硼酸根、铬酸根、亚砷酸根、亚硒酸根、胡敏酸、氟离子/氯离子等阴离子上，通过相应的吸附剂再生工艺，可以实现废水中部分资源的回收再利用。但是常规手段制备出的LDHs，只能用来吸附去除水体中的阴离子，而随着经济的发展，重金属离子、有机物已成为水体中潜在危害源。因此开发新型改性水滑石材料，对于扩大水滑石的应用范围，具有重要的意义。
为了克服现有技术中存在的不足，本发明采用一种简便制备方法，制备出仲烷基磺酸钠改性水滑石，仲烷基磺酸钠是一种绿色表面活性剂，其与有机物、金属离子有着较强的相互作用，未来改性水滑石可广泛应用于去除水体中有机物和金属离子，显示出巨大的应用潜能和较大的经济价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仲烷基磺酸钠改性水滑石及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
a.制备反应液：将锌盐和铝盐的混合溶液与仲烷基磺酸钠和氢氧化钠的混合溶液同时滴加到去离子水中，其中所述的锌盐和铝盐的混合水溶液中锌离子与铝离子的摩尔比为（1.5-4）:1，所述的仲烷基磺酸钠和氢氧化钠的混合溶液中仲烷基磺酸根与氢氧根的摩尔比为（1-6）:1；
b.共沉淀反应，上述反应液的滴加速度为（2-20）mL/min，去离子水的pH控制在8-10，滴加完成后在室温条件下搅拌晶化5-10h。；
c.离心浓缩上述仲烷基磺酸钠改性锌铝二元水滑石悬浮液，然后干燥底部沉淀，得到粉末状的改性锌铝二元水滑石。
优选地，所述的锌盐和铝盐的混合水溶液中锌离子与铝离子的摩尔比为（2-3）:1；所述的仲烷基磺酸钠和氢氧化钠的混合溶液中仲烷基磺酸钠与氢氧根的摩尔比为（2-4）:1时制备出的仲烷基磺酸钠改性锌铝二元水滑石的结晶性能最好。
本发明通过物理与化学作用相结合的方法，通过调节锌与铝元素的比例，制备出仲烷基磺酸钠改性锌铝二元水滑石。
附图说明
图1 Zn1.5Al-LDHs高倍电子扫描显微镜（SEM）图。
图2 Zn4Al-LDHs高倍电子扫描显微镜（SEM）图。
图3 Zn3Al-LDHs高倍电子扫描显微镜（SEM）图。
具体实施方式
实施例1
制备仲烷基磺酸钠改性Zn1.5Al-LDHs
将44.62g的硝酸锌和13.33g的氯化铝溶解到300mL的水中，命名为溶液A。将32.8g的仲烷基磺酸钠和4g的氢氧化钠溶解到300mL的水中，命名为溶液B。将溶液A和溶液B以2 mL/min的速度同时滴加到脱二氧化碳的去离子水中，形成反应液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速度，将去离子水的pH始终保持在（8±0.3），滴加完在室温条件下晶化6h，离心干燥，得到粉末状的Zn1.5Al-LDHs，实验结果如图1所示。
实施例2
制备仲烷基磺酸钠改性Zn4Al-LDHs
将32.2 g的硫酸锌和18.76 g的硝酸铝溶解到300mL的水中，命名为溶液A。将98.4 g的仲烷基磺酸钠和2 g的氢氧化钠溶解到300mL的水中，命名为溶液B。将溶液A和溶液B以20mL/min的速度同时滴加到脱二氧化碳的去离子水中，形成反应液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速度，将去离子水的pH始终保持在（10±0.3），滴加完在室温条件下晶化6h，离心干燥，得到粉末状的Zn4Al-LDHs，实验结果如图2所示。
实施例3
制备仲烷基磺酸钠改性Zn3Al-LDHs
将24.53 g的氯化锌和10.26 g的硫酸铝溶解到300mL的水中，命名为溶液A。将49.2 g的仲烷基磺酸钠和2 g的氢氧化钠溶解到300mL的水中，命名为溶液B。将溶液A和溶液B以20mL/min的速度同时滴加到脱二氧化碳的去离子水中，形成反应液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速度，将去离子水的pH始终保持在（10±0.3），滴加完在室温条件下晶化6h，离心干燥，得到粉末状的Zn4Al-LDHs，实验结果如图3所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种仲烷基磺酸钠改性水滑石及其制备方法，其特征在于,包括以下步骤：
1）制备反应液：将易溶锌盐和易溶铝盐的混合水溶液与仲烷基磺酸钠和氢氧化钠的混合水溶液同时滴加到去离子水中，所述的锌盐和铝盐的混合水溶液中锌离子与铝离子的摩尔比为（1.5-4）:1，所述的仲烷基磺酸钠和氢氧化钠的混合溶液中仲烷基磺酸根与氢氧根的摩尔比为（1-6）:1；
2）共沉淀反应：上述反应液的滴加速度为（2-20）mL/min，滴加过程中去离子水溶液的pH控制在8-10，滴加完成后在室温条件下搅拌晶化5-10h；
3）离心干燥：离心浓缩上述仲烷基磺酸钠改性锌铝二元水滑石悬浮液，然后干燥底部沉淀，得到粉末状的改性锌铝二元水滑石。
2.根据权利要求1所述的仲烷基磺酸钠改性水滑石，易溶锌盐为：硝酸锌、硫酸锌、氯化锌。
3.根据权利要求1所述的基于仲烷基磺酸钠改性水滑石，易溶铝盐为：氯化铝,硝酸铝,硫酸铝。
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