專利名稱：一種利用印染廢水中陰離子染料制備有機水滑石的方法
技術領域：
本發明涉及環境污染控制與新材料開發，尤其涉及一種利用印染廢水中的陰離子染料制備有機水滑石吸附劑的方法。
背景技術：
合成染料具有復雜的芳香烴分子結構，種類繁多，難以生物降解。某些染料或其降解產物具有強烈的致癌、致畸、致突變效應，因而染料污染的水體處理已成為有待解決的難題之一。據報道，商業染料約有I萬種，每年染料的總產量為60萬噸，我國年產量已達15 萬噸，生產過程中大約有10°/Γ20%的染料會直接隨水排入環境。染料廢水往往具有色度高、 毒性大等特點。
通常用物理、化學或生物方法如混凝沉淀、化學氧化、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，這些技術對廢水中色度的去除效果不太明顯， 并且處理費用高，處理廢水的范圍較窄。將廉價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，是一類重要的無機功能材料。其獨特的層狀結構及層板元素和層間陰離子的可調變性受到人們的廣泛關注，經離子交換向層間引入新的客體陰離子可使層狀結構和組成產生相應的變化，因而可以制備一大類具有特殊性質的功能材料。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構、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。
水滑石化學結構通式為[M2YxM3+X_2Γ [(A11— )χ/η·πιΗ20]，其中M2+為Mg2+，Ni2+， Mn2+，Zn2+，Ca2+，Fe2+，Cu2+ 等二價金屬陽離子；M3+ 為 Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+ 等三價金屬陽離子； A11—為陰離子，如C032—，NO3' CF, OH—，S042—，PO,，C6H4 (COO) 22-等無機和有機離子以及絡合離子，當層間無機陰離子不同，水滑石的層間距不同，同時在水滑石吸附污染物之后，層間距也會增大，以容納更多的污染物。
當層間無機陰離子被有機陰離子取代后，層間由親水性變為疏水性，對有機物的吸附由吸附變為分配作用為主，吸附去除水中有機污染物的效率比原土高幾十到幾百倍。 常用有機酸來改性比如水楊酸、硬脂酸葡萄糖酸等，由于這些物質的加入，導致有機水滑石的價格相應的變得很高，嚴重限制了有機水滑石在水處理方面的應用。發明內容
本發明的目的是為克服現有技術的不足，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廢水處理。
本發明采用的技術方案是依次包括如下步驟I)將印染廢水過濾去掉固態雜質，得到不含固態雜質的印染廢水；2)將過5(Γ100目的水滑石加入所述不含固態雜質的印染廢水中，固液質量比為1: 1000^5000，攪拌4 5h，沉淀分離，烘干，碾磨即可。
本發明的有益效果是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，這些染料如果用生化過程來處理，生化效果差、同時可能生成毒性更強的中間體。
2、以印染廢水中的陰離子染料為改性劑來合成有機水滑石，在制備有機水滑石的同時，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水滑石，實現廢物回收。
3、所制備的有機水滑石價格低廉，廢水處理效果明顯，達到以廢治廢的效果，具有很強的經濟和實用價值。
具體實施方式
將印染廢水過濾去掉固態雜質，得到不含固態雜質的印染廢水；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入水滑石層間，而形成有機水滑石。所采用的水滑石可以是市售的商品，也可以根據現有技術制備，其制備技術是總所周知的。水滑石化學結構通式為[M2YxM3+X (OH) 2]x+ [(八11-)!￡/11*111!120]，其中儼為1%2+，附2+^112+，Zn2+， Ca2+，Fe2+，Cu2+等二價金屬陽離子中的任一種；Μ3+為Al3+，Cr3+，Fe3+，Co3+等三價金屬陽離子中的任一種為陰離子，如CO廣，NOp Cr，or, SO廣，PO廣等無機離子中的任一種； X=O. 5 O. 15 ;M2+/M3+=1 5。
以下進一步提供本發明的3個實施例實施例I將含酸性大紅的印染廢水過濾去掉固態雜質，得到不含固態雜質的印染廢水；將過 100目的市售鎂鋁型水滑石加入上述印染廢水中，固液質量比為1:1000，攪拌4 h，沉淀分離，烘干，碾磨得到有機水滑石。
在200 mL錐形瓶中加入50mL含菲濃度為I mg/L廢水，加入20 mg有機水滑石。 放入恒溫振蕩器內，在25°C，200 rpm條件下振蕩2小時，取出后離心分離，用紫外可見分光光度計測定濃度，去除率為98. 4%。不改性的同樣的水滑石在同樣的條件下對該污染物的去除率僅為2. 3%。
實施例2將含橙II染料的印染廢水過濾去掉固態雜質，得到不含固態雜質的印染廢水；將過50 目的市售銅鋁型水滑石加入上述印染廢水中，固液質量比為1:5000，攪拌5h，沉淀分離，烘干，碾磨得到有機水滑石。
在200 mL錐形瓶中加入50mL含對硝基苯濃度為5 mg/L廢水，加入25 mg有機水滑石。放入恒溫振蕩器內，在25°C，200 rpm條件下振蕩2小時，取出后離心分離，用紫外可見分光光度計測定濃度，去除率為96. 5%。不改性的同樣的水滑石在同樣的條件下對該污染物 的去除率僅為3. 1%。
實施例3首先按照文獻(鎂鋁型水滑石水熱合成，應用化學，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雜質，得到不含固態雜質的印染廢水；將過80目的制得的水滑石加入上述印染廢水中，固液質量比為I :3000，攪拌5h，沉淀分離，烘干，碾磨得到有機水滑石。
在200 mL錐形瓶中加入50mL含對硝基苯酚濃度為5 mg/L廢水，加入25 mg有機水滑石。放入恒溫振蕩器內，在25°C，200 rpm條件下振蕩2小時，取出后離心分離，用紫外可見分光光度計測定濃度，去除率為93. 2%。不改性的同樣的水滑石在同樣的條件下對該污染物的去除率僅為2. 5%。
權利要求
1.一種利用印染廢水中陰離子染料制備有機水滑石的方法，其特征是依次包括如下步驟 1)將印染廢水過濾去掉固態雜質，得到不含固態雜質的印染廢水； 2)將過5(T100目的水滑石加入所述不含固態雜質的印染廢水中，固液質量比為I:1000^5000，攪拌4 5h，沉淀分離，烘干，碾磨即可。
全文摘要
本發明公開一種利用印染廢水中陰離子染料制備有機水滑石的方法，將印染廢水過濾去掉固態雜質，得到不含固態雜質的印染廢水；將過50~100目的水滑石加入所述不含固態雜質的印染廢水中，固液質量比為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水滑石，在制備有機水滑石的同時，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水滑石，實現廢物回收；所制備的有機水滑石價格低廉，廢水處理效果明顯，達到以廢治廢的效果。
文檔編號C02F1/28GK102974313SQ201210494340
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者馬建鋒, 高琪, 姚超, 李定龍 申請人:常州大學